کارایی فرایند فتوکاتالیستی با نانو ذرات سیلیکا در مقایسه با زیرکونیا در حذف نیکل دو ظرفیتی از محلول های آبی و تعیین شرایط بهینه حذف

فلز سنگین نیکل در زمره آلاینده هایی است که از صنایع مختلف چون آبکاری، رنگ سازی، به محیط زیست وارد شده و مشکلات زیست محیطی ایجاد می کند. از این رو حذف آن حائز اهمیت می باشد. هدف از مطالعه حاضر، بررسی کارایی فرآیند فتوکاتالیستی توسط نانوذرات سیلیکاو زیرکونیا در حذف نیکل بود.
مطالعه کاربردی- بنیادی حاضر پس از ساخت فتوراکتور، کارایی نانوذرات سیلیکا و زیرکونیا در حذف نیکل، با تغییر متغییرهایی چون: مقدار نانوذره (gl 5/2- 5/0)، pH (3، 7، 11)، غلظت نیکل و زمان تابش UV (75- 15 دقیقه) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش بر روی فاضلاب سنتتیک انجام و سپس با توجه به شرایط بهینه حاصله، بر روی نمونه واقعی فاضلاب دنبال شد. تعداد 50 نمونه سنتتیک و 10 واقعی آزمایش و ایزوترم جذب تعیین شد. آنالیز داده ها توسط نرم افزار SPSS صورت گرفت.
نیکل، تحت شرایط بهینه(pH=11)، مقدار1g/L زیرکونیا، مقدار g/L 5/0 سیلیکا، با زمان تابش30 دقیقه و مقدار mg/L 5 نیکل سنتتیک) به طور 100 درصد حذف شد. کارایی حذف نیکل با غلظت های mg/L5، 10، 15، 20و 25 در pH=11 و مقدار1g/L نانوذره زیرکونیا به ترتیب 100، 91، 88، 5/87 و 84 درصد و با مقدار gl 5/0 نانوذره سیلیکا به ترتیب 100، 100، 90،90و 87 درصد بود. با توجه به ضریب تعیین(R2)، ایزوترم فرندلیچ برای نانوذره زیرکونیا (883/0= R2) و مدل لانگمویر برای سیلیکا(949/0= R2) توصیف بهتری ارائه داد.
افزایش مقدار نانوذرات، زمان تابش و pH و کارایی فرآیند فتوکاتالیستی حذف نیکل را به دلیل تولید رادیکال هیدروکسیل افزایش داد.. افزایش غلظت نیکل، به دلیل ممانعت از واکنش حفره های فوتونی و رادیکال های هیدروکسیل، کارایی فرآیند را کاهش داد. کارایی فرآیند فتوکاتالیستی جهت حذف نیکل از فاضلاب واقعی نسبت به حالتی که از محلول های سنتتیک استفاده شود، به مراتب کمتر بود که علت آن حضور دیگر مواد (سیانید و روی) در فاضلاب واقعی بود. با توجه به راندمان حذف نیکل از فاضلاب واقعی توسط نانوذره زیرکونیا 6/49 درصد و نانوذره سیلیکا)، 56 درصد فرآیندهای فتوکاتالیستی مذکور قادر به حذف حدود 50 درصد نیکل از فاضلاب واقعی می باشند.