بهینه‌سازی تجزیه فتوکاتالیستی رنگ رودامین بی با استفاده از نانوکامپوزیت کربن نیترید گرافیتی در نور مرئی و تحلیل اعتبارسنجی تجربی آن با بررسی سینتیک درشرایط بهینه

نویسندگان

1 دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

2 دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

3 پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

doi
10.22060/ceej.2022.21241.7665
چکیده

در این مقاله، نانوکامپوزیت کربن نیترید گرافیتی از طریق تثبیت نانوذرات کربن نیترید گرافیتی طی فرآیند هیدروترمال بر روی بستر ارگانوسیلیکای مزوحفره تناوبی سنتز گردید و کارایی آن در تجزیه فتوکاتالیستی رنگ رودامین بی در فتوراکتور نور مرئی LED با بهینه‌سازی پارامترهای موثر بر فرآیند، در آنالیز پاسخ سطحی با روش باکس-بنکن در سه متغیر زمان (10-50 دقیقه)، دوز فتوکاتالیست (0/3 تا 0/7 گرم بر لیتر) و طول موج نور (472-618 نانومتر) بررسی شده است. دقت و اعتبار مدل برازش شده درجه دوم با بالا بودن F-value، معنی‌داری پارامتر p-value (کمتر از 0/0001)، کوچک ‌بودن درصد ضریب تغییر، بالا بودن ضریب­ های همبستگی (0/98)، عدم معنی ­داری پارامتر عدم برازش و عدم خود ‌همبستگی بر اساس نتایج آزمون D-W تایید شد. بیشترین کارایی تجزیه فتوکاتالیستی در متغیر طول موج و متغیر تعاملی طول موج-دوز مشاهده گردید. شرایط بهینه در این آنالیز، زمان 50 دقیقه، دوز نانوکامپوزیت0/7 گرم بر لیتر و طول موج 472 نانومتر تعریف شد. مقدار میانگین پیش ­بینی ­شده حذف فتوکاتالیستی بر اساس این مدل 92/20 و مقدار تجربی سینتیک اعتبارسنجی شرایط بهینه 90/04 درصد بوده است. تفاوت درصد حذف فتوکاتالیستی در مقدار پیش­ بینی ­شده و مقدار تجربی در محدوده پیش­بینی ­شده 95% بوده و مدل مورد تایید قرار گرفته می­ شود.