تجزيه فتوكاتاليستي رنگ آزوي قرمز بازيك 46 با استفاده از فرايند ZrO2/UV غني شده با كربن فعال

Photocatalytic Degradation of Basic Red 46 Azo Dye using Activated Carbon-doped ZrO2/UV Process

رنگزاهاي صنعتي كاربردهاي زيادي در صنايع مختلف مانند نساجي، كاغذسازي و آرايشي داشته و عامل اصلي آلودگي محيط زيست نيز محسوب مي‌شوند. استفاده از روش‌هاي مناسب زيست سازگار به منظور حذف اين آلاينده ها ضروري است. اخيراً فرايندهاي اكسيداسيون پيشرفته، بر پايه اجزاي بسيار فعال و واكنش‌پذير مانند راديكال هيدروكسيل براي حذف پساب‌هاي رنگزا مورد توجه قرار گرفته است. در اين مطالعه، كارايي فرايند فتوكاتاليستي نانو ذرات اكسيد زيركونياي غني شده با كربن فعال در حذف آلاينده كاتيوني BR46 مورد بررسي قرار مي‌گيرد. تجزيه فتوكاتاليستي رنگ آزو BR46 بصورت تابعي از pH (11-3)، غلظت‌هاي اوليه رنگ (mg/L 25 - 5)، ميزان كاتاليست بارگذاري شده (g/L 18/0 - 03/0) و توان‌هاي مصرفي لامپ UV(W 18-9) در راكتور استوانه اي شيشه‌اي از جنس پيريكس به ارتفاع 460 ميلي متر و حجم 1 ليتر مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. بيشترين راندمان حذف پساب توسط فرايند UV/ZrO2-C در زمان ماند 2 ساعت ودر شرايط: 11pH =، (g/L) 15 = غلظت اوليه رنگ، (mg/L)15/0 = ميزان كاتاليزور، و توان مصرفي لامپ 18 وات به ميزان 17/98 % بدست مي‌آيد. رنگزدايي BR46 از معادله سينتيكي شبه درجه اول مطابق با مدل لانگمير-هينشلوود (mg/ Lmin 135/1kr= و (L/mg) 0124/0ke=) پيروي مي‌كند.

Dyes are complex organic compounds, which are widely used in textile, paper, and cosmetics industries. Dyes are also known environmental pollutants that must be removed to maintain environmentally friendly processes. For this purpose the use of advanced oxidation processes with use of highly active compounds such as hydroxyl radicals was proposed. In this study the photocatalytic degradation of BR46 cationic dye with the use of activated carbon-doped ZrO2 nanoparticle was investigated. Parametric study was performed for a range of pH (3–11), initial dye concentration (5-25 mg/ L), catalyst loading (0.03–0.18 g/ L), and UV lamp power (9-18 W). All testing were done in the 1 L cylindrical pyrex reactor with the height of 460 mm. The maximum removal efficiency of dye of 98.17% was observed for pH=11, initial concentration of dye = 15 (mg/L), catalyst loading= 0.15 (g/L) and UV lamp power = 18 W for a retention time of 120 min. The decolorization of BR46 followed the pseudo-first-order kinetic according to the Langmuir–Hinshelwood model (with kr = 1.135 mg/ L min, ke = 0.0124 L/ mg).