بررسی عملکرد ازن زنی کاتالیزوری هتروژنیکی با کاتالیست نانوذرات Fe3O4 تثبیت شده روی بسترکربن فعال در حذف فنل از پساب سنتتیک

مقدمه و اهمیت موضوع: در سال های اخیر از فرایند های اکسیداسیون پیشرفته (AOP) برای تولید رادیکال های فعال، برای تجزیه ترکیبات آلی تجزیه ناپذیر استفاده شده است. در این تحقیق تجزیه فنل، بعنوان نمونه ای از یک آلاینده سخت تجزیه، توسط کاتالیست نانوذرات Fe3O4 تثبیت شده بر روی کربن فعال پوری در فرایند ازن زنی کاتالیزوری بررسی شده و راندمان آن با ازن زنی تنها (SOP) مورد مقایسه قرار گرفته است.مواد و روشها: در این تحقیق اثر چندین پارامتر نظیر: pH اولیه محلول (10≤pH≤4)، مقدار غلظت کاتالیست ( 0 تا 4 گرم بر لیتر)، غلظت اولیه فنل (50 تا 1500 میلی گرم بر لیتر)، بدام انداز رادیکال (ترت بوتانل) و زمان واکنش ( 0 تا 60 دقیقه)، بر تجزیه فنل در راکتور استوانه ای با جریان نیمه پیوسته مورد بررسی قرار گرفته است. کاتالیست سنتز شده داری خاصیت سوپر پارامگنتیک بوده که مشخصات آن توسط عکس های SEM ، آزمایش XRD، آزمایش تعیین سطح ویژه و pHzpc تعیین شده است. سنجش فنل توسط دستگاه HPLC انجام شده است و سپس برای تعیین مقدار تجزیه مواد آلی آن از آزمایش COD با تیتراسیون محلول هضم شده توسط دی کرومات پتاسیم استفاده گردید. همچنین در شرایط بهینه تجزیه در فرایند COP، اثر کاتالیستی در استفاده های مکرر مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج و بحث: نتایج نشان دادند که راندمان حذف فنل و COD در فرایند COP به ترتیب معادل 5/98 و 8/69 درصد بوده، که این مقادیر در فرایند SOP به ترتیب معادل 7/78 و 5/50 درصد در زمان واکنش 60 دقیقه و pH بهینه معادل 8 بوده است. مدل سازی واکنش بر اساس سینتیک واکنش درجه اول نشان داده است که راندمان و سرعت واکنش به pH اولیه، غلظت کاتالیست و غلظت اولیه فنل بستگی دارد. به طوری که این مقدار در غلظت اولیه فنل 500 میلی گرم در لیتر، برای فرایند SOP (مقدار کاتالیست صفر گرم بر لیتر) از مقدار 023/0 بر دقیقه تا 071/0 بر دقیقه برای فرایند COP (مقدار کاتالیست 4 گرم بر لیتر) متغییر می باشد که علاوه بر این کاتالیست خاصیت سینرژیتیکی خود را تا پنج بار استفاده مجدد حفظ نموده است. نتیجه گیری: نتایج نشان دادند که کاتالیست سنتز شده دارای اثر مثبت بر تجزیه فنل و COD در فرایند COP نسبت به فرایند SOP بوده و فرایند COP برای تصفیه فاضلاب های حاوی فنل، روشی کارآمد و موثر می باشد که با توجه به مدت زمان کم ازن زنی، بازیابی کاتالیست توسط مگنت و قابلیت استفاده مجدد آن، از لحاظ اقتصادی مقرون بصرفه نیز می باشد

Keywords:

ازناسیون کاتالیزوری , فنل , نانوذرات Fe3O4 , کربن فعال