علوم و مهندسی آب و فاضلاب

علوم و مهندسی آب و فاضلاب

حذف فوتوکاتالیستی قرمز کنگو بوسیلۀ نانوکامپوزیت کربنی بر پایه پسماند کنجد

نویسندگان
گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران
چکیده
در این پژوهش، نانوکامپوزیت نوین AC@CuFe2O4@MCM-41@GQD با بهره‌گیری از پسماند کنجد سنتز شد. برای بررسی کارایی آن در حذف فوتوکاتالیستی رنگ آنیونی قرمز کنگو از محیط‌های آبی، تأثیر پارامترهای کلیدی عملیاتی شامل pH، دوز نانوکامپوزیت، غلظت اولیه رنگ، زمان تماس و دما، در یک سیستم میکروفتوراکتور خورشیدی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که این نانوکامپوزیت با ساختار مزوپور و سایت‌های فعال متعدد، کارایی بالایی در حذف آلاینده دارد؛ به‌طوری‌که در شرایط بهینه شامل pH برابر 5، دوز g L–1 5/0، غلظت mg L–1 20، زمان min 12و دمای °C 25، بازدهی حذف بیش از 96% به‌دست آمد. بررسی‌های مقایسه‌ای نشان‌دهنده‌ی عملکرد هم‌افزای جذب سطحی و تجزیه فوتوکاتالیستی در حضور نور خورشید بود. داده‌های سینتیکی با مدل شبه‌مرتبه دوم (9970/0R2=) تطابق داشته و مکانیسم جذب شیمیایی را تأیید کرد. ایزوترم جذب از مدل لانگمویر با حداکثر ظرفیت mg g–1 50/62 تبعیت نمود که بیانگر جذب تک‌لایه بر سایت‌های فعال یکنواخت است. مطالعات ترمودینامیکی با مقادیر مثبت آنتالپی (kJ mol–1 40/132) و تغییرات منفی انرژی آزاد گیبس، ماهیت گرماگیر و خودبه‌خودی فرایند را اثبات کرد. نانوکامپوزیت تا 6 چرخه، کارایی قابل‌توجهی را حفظ نمود. این ساختار گزینه‌ای امیدبخش، اقتصادی و کارآمد برای تصفیه‌ی پیشرفته‌ی پساب‌های صنعتی حاوی آلاینده‌های آلی است.
کلیدواژه‌ها


مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 18 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 05 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 11 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 18 شهریور 1405