تعيين كارايي نانو ذرات داپ شده با نقره و تثبيت شده بر بستر بتني در حذف فنل توسط فرايند فتوكاتاليستي در فاضلاب سنتتيك

Efficiency of Silver Doped Titanium Dioxide Stabilized on Concrete Bed in Removal of Phenol by Photocatalytic Processes in Synthetic Sewage

سابقه و هدف: فنل يكي از تركيبات آلاينده خطرناك محيط‌ زيست است كه امروزه كاربردهاي فراواني در زندگي و صنعت دارد. استفاده از نانو ذرات براي تجزيه اين تركيب آلي مورد توجه مي‌باشد. هدف اين تحقيق بررسي كارايي نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم داپ شده با نقره و تثبيت شده بر بستر بتني در تجزيه فنل مي‌باشد. مواد و روش‌ها: اين مطالعه از نوع تجربي-كاربردي است.حجم نمونه در اين تحقيق 1000 ميلي‌ليتر بود. غلظت‌هاي اوليه 10 ،20، 50 و 100 ميلي‌گرم بر ليتر فنل به طور جداگانه تحت تاثير پرتو UV تنها، Ag-TiO2 تنها و سپس هر دو به طور هم‌زمان، قرار گرفت. متغيرهاي اين تحقيقpH ، غلظت اوليه فنل، زمان ماند و ميزان بارگذاري فتوكاتاليست بود. آناليز فنل با روش نور سنجي مستقيم با معرف 4آمينو آنتي پرين در طول موج 500 نانو متر با اسپكتروفتو متر مطابق روش D 5530 كتاب استاندارد متد انجام شد. pH در 3 محدوده 5،7 و10؛ فتوكاتاليست در 3 محدوده 20، 60 و 80 گرم بر مترمربع مورد مطالعه قرار گرفت. يافته‌ها: براساس نتايج، بالاترين ميزان تجزيه فنل با غلظت‌هاي اوليه 10 و 20 ميلي‌گرم بر ليتر در pH بهينه برابر با 3؛ به ترتيب در زمان ماند‌هاي 40 و 80 دقيقه به ميزان 100 درصد، و با غلظت‌هاي اوليه 50 و 100 ميلي‌گرم بر ليتر به ترتيب در زمان ماند‌هاي 180 و 200 دقيقه در pH بهينه به ميزان 65 و 50 درصد به دست آمد. ميزان بارگذاري بهينه فتوكاتاليست 80 گرم بر متر مربع بود. استنتاج: نتيجه اين بررسي نشان داد كه نانو فتوكاتاليست Ag-TiO2 تثبيت شده بر بستر بتني كارايي موثري در تجزيه فنل در حضور نور UV دارد.

Background and purpose: Phenol is amongst the dangerous environmental pollutants with wide applications in today’s life and industry. Nanoparticles have recently received attention for decomposition of these organic compounds. The aim of this study was to evaluate the efficiency of silver doped titanium dioxide stabilized on concrete bed via photocatalytic process Ag-TiO2/UV in removal of phenol from synthetic wastewater. Materials and methods: In this experimental-applied study, the volume of sample was 1000 ml. Initial concentrations were 10, 20, 50, and 100 mg/l and the samples were separately investigated under the effect of UV radiation and Ag-TiO2. The experiment was then performed under both conditions simultaneously. The variables included pH, initial phenol concentration, storage time, and photocatalyst loading. Phenol analysis was carried out by direct light metering with 4-aminoantipyrine reagent at 500 nm wavelength spectrophotometer according to standard method D5530. We studied the pH in three ranges (5, 7, and 10) and photocatalyst in three regions (20, 60, and 80 g/m2). Results: Based on the results, the highest levels of phenol decomposition were achieved by initial concentrations of 10 and 20 mg/l in optimal pH (3) at 40 and 80 minutes (100%), and initial concentrations of 50 and 100 mg at 180 and 200 minutes retention time in optimal pH (65% and 50%, respectively). The optimal photocatalyst loading rate was 80 g/m2. Conclusion: This study showed that the Ag-TiO2 nanophotocatalyst stabilized on a concrete bed, is efficient in phenol decomposition in presence of UV light.