کاربرد روش سطح پاسخ در بهینه سازی فرآیند سونوفتوکاتالیستی حذف فنل از محلول های آبی

در این پژوهش مجموعه ای از آزمایش های ناپیوسته در راستای تخریب سونوفتوکاتالیستی فنل با استفاده از نانوکامپوزیت مغناطیسی Fe3O4@SiO2@TiO2 از محلول های آبی با استفاده از تکنیک طراحی آزمایش ها (DOE) به روش سطح پاسخ (RSM) و طرح مرکب مرکزی (CCD) انجام گردید. متغیرهای مورد مطالعه در فرآیند مذکور شامل pH، دوز کاتالیست، غلظت  H2O2 و زمان تماس با نور UV بودند که اثر ترکیبی هر 4 متغیر به طور هم زمان به منظور بهینه سازی حداکثر حذف فنل مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین نتایج آنالیز های میکروسکوپی الکترون روبشی (SEM) و میکروسکوپی الکترون عبوری (TEM) نشان داد که فتوکاتالیست تولید شده دارای ابعاد نانو است و ساختار هسته-پوسته موفقیت آمیز شکل گرفته است. طبق نتایج به دست آمده در این مطالعه، بالاترین کارایی فرآیند سونوفتوکاتالیستی در 4=pH، غلظت H2O2 8 میلی لیتر بر لیتر، دوز کاتالیست 2/3 گرم بر لیتر و زمان 93 دقیقه با نرخ حذف 83 درصد به دست آمد. در بین پارامترهای مورد بررسی، pH و زمان بیشترین تاثیر را در نرخ حذف فنل داشتند. قابلیت استفاد مجدد از کاتالیست طی 5 مرحله فرآیند چرخه بازیابی به 66 درصد رسید. یافته های تجربی نشان داد که استفاده از کاتالیست Fe3O4@SiO2@TiO2 در حضور امواج فراصوت، اثر افزایشی در تجزیه فتوکاتالیستی فنل دارند. بنابراین سیستم های هیبریدی می توانند به عنوان یک تکنولوژی امیدبخش در فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب بکار روند.