تعیین مقدار بهینه نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم در کامپوزیت دی اکسیدتیتانیوم/ بنتونیت جهت رنگ بری سونوفتوکاتالیستی رنگ متیل اورانژ

یکی از مهم ترین آلاینده های محیط زیست در پساب صنایع، رنگ می باشد که برای انسان خطرناک بوده و محیط زیست را آلوده می نماید. هدف از این پژوهش تعیین مقدار بهینه نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم در کامپوزیت دی اکسیدتیتانیوم/بنتونیت جهت رنگ بری سونوفتوکاتالیستی رنگ متیل اورانژ بود.  

در این بررسی، از بنتونیت به عنوان پایه برای تثبیت فتوکاتالیست دی اکسیدتیتانیوم استفاده شد و مقدار بهینه نانوذرات تثبیت شده دی اکسیدتیتانیوم در کامپوزیت دی اکسیدتیتانیوم/بنتونیت جهت رنگ بری سونوفتوکاتالیستی رنگ متیل اورانژ مورد ارزیابی قرار گرفت و شرایط بهینه عملکرد فرایند سونوفتوکاتالیستی در حذف رنگ شامل اثر پارامترهای pH ، غلظت متیل اورانژ و غلظت نانوکامپوزیت نیز مورد مطالعه قرار گرفتند.

خواص ساختاری فتوکاتالیست های تثبیت شده و نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم بدون پایه با استفاده از آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی، اسپکتروفتومتر طیف جذبی و پراش پرتوایکس مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، امکان استفاده مجدد از فتوکاتالیست در 3 دوره مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی، کم کردن مقدار دی اکسیدتیتانیوم موجب کاهش تعداد نانو ذرات تشکیل شده بر روی سطح بنتونیت شد. آنالیزهای اسپکتروفتومترطیف جذبی و پراش پرتوایکس نشانگر تشکیل موفقیت آمیز کامپوزیت بود. مقدار بهینه نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم در کامپوزیت دی اکسیدتیتانیوم/بنتونیت جهت رنگ بری سونوفتوکاتالیستی رنگ متیل اورانژ با نسبت پودر دی اکسیدتیتانیوم به بنتونیت 5:1/2 بدست آمد.

تحقیق انجام شده نشان داد افزایش مقدار فتوکاتالیست در محیط واکنش باعث افزایش سرعت و راندمان واکنش رنگبری شده اما افزایش بیش از اندازه آن تاثیر منفی بر واکنش داشت. بهترین شرایط به دست آمده در تخریب رنگ مورد مطالعه با استفاده از نانو کامپوزیت دی اکسیدتیتانیوم / بنتونیت شامل pH اسیدی 4 بود. با توجه به نتایج به دست آمده، با افزایش غلظت رنگزا مدت زمان رنگبری افزایش یافت. در نهایت بازده سونوفتوکاتالیستی کامپوزیت پس از سه بار استفاده مجدد قابل قبول بود.