fa بهینه‌سازی تخریب نوری رنگ‌زای اسید بلو 113 بر روی نانو کاتالیزور آنا تاز TiO2 با استفاده از روش سطح پاسخ عمومى General پژوهشي Research <div style="border-top:solid windowtext 1.0pt;border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:none;padding:1.0pt 0cm 1.0pt 0cm;margin-right:42.55pt;margin-left:42.55pt;"> <p dir="RTL" style="text-align:justify;text-justify:kashida;text-kashida:0%;direction:rtl;unicode-bidi:embed;border:none;padding:0cm;"><strong><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;">زمینه و</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;">هدف</span></span></strong>: &nbsp;<span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;">در دهه&shy;های گذشته، با توسعه روش&shy;های تصفیه مناسب برای از بین بردن آلاینده&shy;های مختلف، تلاش‌های بسیاری به‌منظور بهبود تصفیه پساب‌ها صورت گرفته است . بیشترین مطالعات در این زمینه بر روی فوتوکاتالیزورهای ناهمگن متمرکزشده است که اغلب از اکسیدهای نیمه‌هادی، مانند دی‌اکسید تیتانیوم (</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">TiO₂</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;">) استفاده می&shy;کنند. این روش مفید بر اساس تجزیه آلاینده طی یک واکنش شیمیایی‌بر روی سطح یک فوتوکاتالیزور است که با نوری با طول‌موج معین فعال‌شده است. کارآمدی در از بین بردن آلاینده&shy;های آلی پایدار مانند رنگ&shy;های آزو، پایداری نوری و بی‌اثری نسبت به محیط شیمیایی، از </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">TiO₂</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> یک ماده مهم فوتوکاتالیزور ساخته است. در این مطالعه، تخریب نوری رنگ نساجی صنعتی اسید بلو 113 (</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">AB113</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;">)، با استفاده از نانو ذرات آنا تاز </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">TiO₂</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> و تابش اشعه ماوراءبنفش (</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">UV-A</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;">)، در یک محیط ناهمگن آبی انجام‌شده است. </span></span></p> <p dir="RTL" style="text-align:justify;text-justify:kashida;text-kashida:0%;direction:rtl;unicode-bidi:embed;border:none;padding:0cm;"><strong><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;">مواد و روش&shy;ها:</span></span></strong><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> فرایند فوتوکاتالیزوری به‌وسیله طیف‌سنجی </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">UV&ndash;visible</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> و مقادیر مختلف کاتالیزور<br> (</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">mg</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> 0/60- 0/10)، شرایط </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">pH</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> (8-3) و زمان تماس (30-2 دقیقه) برای غلظت </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">mg/L</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> 25 از رنگ موردنظر دنبال شد. روش سطح پاسخ بر اساس طراحی سه متغیر سه سطح </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">Box-Behnken</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> برای مطالعه و بهینه‌سازی فرایند فوتوکاتالیزوری استفاده شد. اثرات متقابل سه پارامتر عملیاتی ازجمله زمان تابش، </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">pH</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> و مقدار کاتالیزور در تخریب رنگ موردبررسی قرار گرفت.</span></span></p> <p dir="RTL" style="text-align:justify;text-justify:kashida;text-kashida:0%;direction:rtl;unicode-bidi:embed;border:none;padding:0cm;"><strong><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;">یافته&shy;ها: </span></span></strong><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;">بهره_&shy;وری حذف رنگ به‌دقت به‌وسیله یک معادله درجه دوم با </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">R²</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> برابر 9649/0 مدل‌سازی شد. شرایط بهینه برای حذف رنگ در زمان</span></span> <span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;">78/29 دقیقه، </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">pH</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> برابر 56/6 و مقدار کاتالیزگر 00/42 میلی&shy;گرم در 100 میلی‌لیتر از محلول به دست آمد. در این شرایط، 3/95</span></span><span style="font-size:10.0pt;">٪</span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> از رنگ حذف شد.</span></span></p> <p dir="RTL" style="text-align:justify;text-justify:kashida;text-kashida:0%;direction:rtl;unicode-bidi:embed;border:none;padding:0cm;"><strong><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;">نتیجه‌گیری:</span></span></strong><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> نتایج نشان داد که نانو ذرات آنا تاز </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">TiO₂</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> فعالیت کاتالیزوری خوبی را در تخریب رنگ </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">AB113</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> تحت تابش </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">UV</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> نشان می&shy;دهند. بنابراین، تخریب نوری رنگ با استفاده از نانو ذرات آنا تاز </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">TiO₂</span></span><span style="font-family:b yagut;"><span style="font-size:10.0pt;"> در شرایط بهینه، می&shy;تواند به‌طور مؤثری برای تصفیه پساب&shy;های صنعتی رنگی استفاده شود.</span></span></p> </div> <div style="margin-left:42.55pt;"> <p><strong>Background: </strong>Over the last decades, many efforts have been made to improve the wastewater purification by developing suitable treatment methods for various pollutants removal. Most studies in this field have focused on heterogeneous photocatalysis which use semiconductor oxides, such as titanium dioxide (TiO₂). This useful technique is based on the pollutant decomposition by means of a chemical reaction occurring on a photocatalytic surface activated by light with a specific wavelength. The efficiency for removing of persistent organic pollutants such as azo dyes, photostability and inertness to chemical environment has made TiO₂ an important photocatalytic material. In this study, the photodegradation of an industrial textile dye Acid blue 113 (AB113), using anatase TiO₂ nanoparticles and ultraviolet (UV-A) radiation, has been performed in an aqueous heterogeneous medium.</p> <p><strong>Methods: </strong>The photocatalytic process was monitored by the UV&ndash;visible spectrometry, and different dosages of catalyst (10.00-60.00 mg), pH conditions (3-8), contact time (2-30 min), at the dye concentration of 25 mg/L were used. In addition, response surface methodology based on a three-variable three-level Box-Behnken design was employed to study and optimize the photocatalytic process. The interactive effects of three operational parameters including irradiation time, pH, and the catalyst amount on the dye degradation were analyzed.</p> <p><strong>Results:</strong> The dye degradation efficiency was accurately modeled by a quadratic equation with an R² of 0.9649. The optimum conditions for the dye removal were found at 29.78 min, pH 6.56 and catalyst dose of 42 mg in 100 mL of the solution. At this condition, 95.3% of the dye was removed.</p> <p><strong>Conclusion:</strong> The results show that anatase TiO₂ nanoparticles present excellent photocatalytic activity on the degradation of AB113 under UV irradiation. Therefore, the photodegradation of dyes using anatase TiO₂ nanoparticlesas can be efficiently used under optimum conditions for treatment of dye-containing industrial effluents.</p> </div> فوتوکاتالیزور, تخریب رنگ, نانو ذرات آنا تاز TiO2, اسید بلو 113, طراحی Box-Behnken Photocatalyst, Dye degradation, Anatase TiO2 nanoparticles, Acid blue 113, Box-Behnken design 149 160 http://jehe.abzums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-25-52&slc_lang=fa&sid=1 Sajad Talebi سجاد طالبی 10031947532846002748 10031947532846002748 No Department of Chemistry, Faculty of Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گیلان، رشت، ایران Naz Chaibakhsh Langroudi ناز چائی بخش لنگرودی 10031947532846002749 10031947532846002749 Yes Department of Chemistry, Faculty of Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گیلان، رشت، ایران Zeinab Moradi-Shoeili زینب مرادی شوئیلی 10031947532846002750 10031947532846002750 No Department of Chemistry, Faculty of Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گیلان، رشت، ایران