تجزیه فتوکاتالیستی فنل با استفاده فرایند UV/TiO2 غنی شده با آهن سه ظرفیتی از محیط های آبی

در صنعت و زندگی روزانه، فنل و ترکیبات فنلی به طور وسیعی استفاده می شود که به دلیل پایداری در محیط، قابلیت انحلال در آب و مشکلات بهداشتی مورد توجه است. بنابراین باید نسبت به حذف آنها و جلوگیری از آلودگی آب های پذیرنده اقدام نمود. هدف اصلی در این مطالعه تجزیه فتوکاتالیستی فنل در یک محیط آبی با استفاده از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم (TiO2) غنی شده با آهن (+3Fe) و سنتز شده با روش سل ژل بوده است.
این مطالعه از نوع مطالعات بنیادی کاربردی است. حجم نمونه مورد بررسی 1500 میلی لیتر بود. نتایج حاصل با استفاده از آزمون آماری آنالیز رگرسیون چندگانه بررسی گردید. غلظت های 5، 10، 50 و 100 میلی گرم در لیتر از فنل ابتدا در مراحل جداگانه تحت تاثیر پرتو فرابنفش و دی اکسید تیتانیوم غنی شده با آهن (TiO2-+3Fe) و سپس هر دو به طور همزمان، قرار داده شدند. هم چنین اثر غلظت اولیه فنل، بار Fe 3+-TiO2 و تاثیر pH در میزان تجزیه فتوکاتالیستی فنل مطالعه شد. مقادیر بررسی شده برای فتوکاتالیست برابر با 25/0، 5/0 و 1 گرم در لیتر بود. pH نیز در محدوده اسیدی (3=pH)، خنثی (7=pH) و قلیایی (11=pH) مطالعه شد. به منظور تعیین تاثیر متغیرهای pH، زمان ماند، بار TiO2-+3Fe غلظت اولیه فنل و UV بر کارایی فرایند از آنالیز رگرسیون چندگانه استفاده گردید.
نتایج نشان دادند که بالاترین کارایی تجزیه در هر کدام از غلظت های مورد بررسی فنل در pH اسیدی و میزان 5/0 گرم در لیتر 2TiO-+ Fe3در فرایندFe 3+-TiO2 /UV می باشد (4/62 درصد در غلظت 100 میلی گرم در لیتر فنل) هم چنین با افزایش غلظت اولیه فنل میزان تجزیه فتوکاتالیستی کاهش یافت. استفاده از پرتو فرابنفش به تنهایی، در مقایسه با فرایند Fe 3+-TiO2 /UV کارایی کم تری در تجزیه فنل به ویژه در غلظت های بالاتر آن داشت (6/38 درصد در غلظت 100 میلی گرم در لیتر فنل). هم چنین میزان جذب سطحی فنل بر کاتالیستTiO2-+3Fe در تاریکی بسیار ناچیز بود.
نتیجه این بررسی نشان داد که نانو فتوکاتالیست 2TiO-+3 Feنقش موثری در تجزیه فتوکاتالیستی فنل به ویژه در غلظت های بالاتر آن در فرایند Fe 3+-TiO2 /UV دارد.