بهینه‌سازی حذف متیل اورانژ از محلول‌ آبی با استفاده از نانو فتوکاتالیست TiO2-ZnO سنتز شده به روش سل-ژل: کاربرد روش سطح پاسخ (RSM)

شهسواری, سجاد; شفیعیان, محمد صالح

doi:10.22112/jwwse.2026.540204.1459

بهینه‌سازی حذف متیل اورانژ از محلول‌ آبی با استفاده از نانو فتوکاتالیست TiO2-ZnO سنتز شده به روش سل-ژل: کاربرد روش سطح پاسخ (RSM)

مقالات آماده انتشار

نویسندگان

سجاد شهسواری ¹

محمد صالح شفیعیان ²

¹ دانش آموخته کارشناسی ارشد

² عضو هیئت علمی دانشگاه گلستان

10.22112/jwwse.2026.540204.1459

چکیده

در این پژوهش، نانوکامپوزیت TiO2-ZnO با هدف ارتقای عملکرد فتوکاتالیستی در سه نسبت وزنی متفاوت )1:3، 3:1، 1:1( به روش سل-ژل سنتز شد. به‌منظور شناسایی ساختار بلوری، مورفولوژی سطح، گروه‌های عاملی، گاف انرژی و خواص نوری نمونه‌ها از آزمون‌های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف‌سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه (FT-IR) و طیف‌سنجی UV-Vis استفاده شد. کارایی فتوکاتالیستی نانوکامپوزیت‌های سنتزشده برای حذف رنگ متیل اورانژ (MO) از محلول آبی تحت تابش نور فرابنفش (UV) ارزیابی شد. طراحی آزمایش‌ها با بهره‌گیری از روش سطح پاسخ (RSM) مبتنی بر طراحی مرکب مرکزی (CCD) با هدف مدلسازی و پیش‌بینی بازده حذف رنگ بر حسب شدت تابش نور، غلظت اولیه رنگ، زمان واکنش، و مقدار کاتالیست انجام شد. بر پایه نتایج تحلیل واریانس، مدل رگرسیونی توسعه‌یافته با مقدار ضریب تعیین (R2) بیشتر از 0.99 و ضریب احتمال (p-value) کمتر از 0.0001، تطابق و دقت آماری مناسبی را در پیش‌بینی راندمان حذف رنگ نشان داد. شرایط بهینه برای دستیابی به حداکثر بازده حذف رنگ معادل 36/96 درصد، شامل غلظت اولیه رنگ ppm 68/13، شدت تابش UVA برابر با 55/17 وات، مدت زمان واکنش 2.37 ساعت و مقدار کاتالیست 62/0 گرم بر لیتر تعیین شد.

کلیدواژه‌ها

نانوفتوکاتالیست

سل-ژل

TiO2

ZnO

متیل اورانژ