|
مطالعات تجزيه (رنگزدايي) فوتوكاتاليستي بر روي رنگ آبي HBR
آنتراكينون
خلاصه
در اين تحقيق مطالعات تجزيه فوتوكاتاليستي آبي HBR ، در سه مقدار PH و
با استفاده از نور يك لامپ w150 ، يك لامپ اسرام دولوكس w11، و نور
غيرمستقيم خورشيد، مورد بررسي قرار گرفت.
بالاترين سرعت تجزيه با تشعشع فرابنفش در يك PH اصلي فراهم ميشود. اين
تجزيه در حمام رنگ مصنوعي ضعيف نيز گزارش ميشود...
مقدمه
فرآيندهاي پيشرفته اكسيداسيون (AOP) ، به علت بازده بالا و سادگي عمل،
عمدتا براي عملكرد سيال خروجي يا پساب بسيار مناسب است...
تركيب پرتو فرابنفش (UV) با كاتاليزورهايي نظير TiO2 از جمله روشهايي
است كه در ساليان اخير نظرها را به خود جلب كرده است. اين جلب نظر، به
علت تأثير آن در معدني كردن تركيبات آلي شامل رنگهاي آلوده در آبهاي
بجاي مانده از پسابهاي نساجي ميباشد. نكته قابل توجه در اين فرآيند
هزينه پايين آن و اين واقعيت است كه ميتوان از نور خورشيد در اين خصوص
بهرهگرفت. از اينرو، اين خصيصه باعث كاهش قابل ملاحظهاي در هزينه برق
شده و ميتواند هزينههاي عملياتي را كاهش دهد...
مقاله حاضر، بازده كاربرد فوتوكاتاليزور براي تجزيه رنگ آبي HBR را
ارزيابي ميكند. براي اينكار از محلولهاي آبي با مقادير PH متفاوت و يا
از پساب مصنوعي حمامرنگ تحت پرتوي UV و پرتوي غيرمستقيم خورشيد، در
حضور Degussa P25 TiO2، بعنوان كاتاليزور استفاده شد...
اكنون بخوبي معلوم است كه به هنگامي كه تعليق يا سوسپانسيون آبي TiO2
تحت تشعشع انرژي نوري قرار گيرد كه از انرژي فاصله باند نيمههادي
بزرگتر باشد (hv>Eg=3.2 eV)، الكترونهاي باند رسانايي (e-) و روزنههاي
باند والانسي (h+) تشكيل ميشوند. الكترونهاي توليد شده با نور با O2
مولكولي جذب شده واكنش داشته و آن را به O2 آنيون راديكال سوپراكسيد
تقليل ميدهد. همچنين روزنههاي توليد شده نوري قابليت تركيب با اكسيژن،
يا بوسيله مولكولهاي آلي بطور مستقيم و يا بوسيله يونهاي OH، را داشته
و همچنين مولكولهاي H2O در سطوح TiO2 جذب راديكالهاي OH ميشوند. اين
موارد به عنوان عوامل اكسيد كننده عمل نموده و ميتوانند به آساني به
مولكولهاي آلي جذب شده يا آنهايي كه در نزديكي سطح كاتاليزور قرار
دارند حمله كنند. بنابراين، سرانجام حالت معدني كامل آنها حاصل ميشود
(معادلات 1تا5) (شكل 1)...
مواد و روشها
در اين تحقيقات، يك نمونه تجاري رنگ آبي
HBR بدون خالصسازي
بيشتر بكار گرفته شد. فوتوكاتاليزور بكار رفته Degussa p-2s Tio2 بود.
ديگر مواد شيميايي بكار رفته داراي كيفيت تجاري بودند. افزودنيهاي رنگ
همگي از شركت باير بودند. تطبيق PH محلولهاي رنگ پيش از تجزيه توسط
سديم هيدروكسيد 6مولار يا پركلريك اسيد تجاري 1/0 مولار انجام شد...
مطالعات فوتوكاتاليستي
آزمايشها در محلولهاي آبي مربوط
به رنگ
مطالعات تجزيه فوتوكاتاليستي محلولهاي آبي (مايع) رنگ آبي
HBR با استفاده از
محلول 10 ميليگرمي رنگ در هر ليتر آب انجام شد. غلظت كاتاليزور هميشه
lgL-1 بود. PH
نيز براي تصحيح مقادير تشريح شده فوقالذكر تنظيم گرديد...
تركيب پساب مصنوعي حمام رنگ بعد
از رنگآميزي يك نمونه پشمي
رنگ آبي HBR يك رنگ
اسيدي است و بصورتهاي زير بكار گرفته شد. يك حمام رنگ (1:10،mL100)
براي رنگكردن نمونه پشمي (g10) آمادهشد و AVOLANIS (يكنواخت كننده
L-1 g 5/0) ، رنگ آبي HBR (5/0% ) و اسيداستيك بكار رفت تا PH بين 5 و
5/5 تنظيم گردد...
مطالعات با حمام رنگ مصنوعي
در تلاشي براي ارتباط مطالعات جاري با شرايط واقعي كه شامل رنگزدايي
از پساب صنعتي محتوي رنگهاي آنتراكيتوني بود، تصميم گرفته شد تا حمام
رنگ ضعيف مشابهي ايجاد شده و پاسخ آن به تجزيه فوتوكاتاليستي توسط نور
ماوراي بنفش (UV)
مورد بررسي قرار گيرد...
تلاش جهت آناليز محصولات تجزيه
مطالعات بر روي آلكيلآمينوآنتراكينونها نشان ميدهد كه محتملترين
محصولات (بعد از آلكيلزدايي) كه در زير نشان داده شدهاند، از
جايگزيني NH2 با
گروههاي هيدروكسيل و اكسيداسيون گروههاي آمينو و فرميلاسيون حاصل شدهاند...
آناليز HPLC با
استفاده از يك محلول آمونيم سولفات M15/0 در استونيتريل بعنوان فاز
متحرك انجام شد. سيستم عملي خوبي را با مواد شروع كننده داشته (شكل8)
اما نتايج بدست آمده با ديگر افشرههاي تركيب واكنشي نااميد كننده
ميبود، چرا كه غلظتهاي پايين محصولات در آنها وجود داشت. بعد از 60
دقيقه تابش، هنوز امكان مشاهده تشكيل سه محصول با زمان بازداري كم از
رنگ شروع كننده وجود داشت...
آناليز مادون قرمز
عصارههاي بازي و اسيدي، پس از 90 دقيقه تابش، كه موجب تحصيل روغنهاي
بيرنگي شد، بعنوان يك فيلم مايع توسط
IR مورد آناليز قرار
گرفته شد و مشخص گرديد كه با IR رنگ متفاوت ميباشد...
نتيجهگيري
تحقيقات ارائه شده در اين مبحث بوضوح نشان ميدهد كه روشهاي
فوتوكاتاليستي براي تجزيه رنگ آبي
HBR يا پسابهاي محتوي
آن امكانپذير ميباشد اما مطالعات بيشتري مورد نياز است تا بهترين
شرايط تابش در اين خصوص معلوم شده و همچنين محصولات تجزيه مربوطه به آن
بگونهاي مناسب تشخيص داده شود...
|
