سنتز نانوکامپوزیت اکسید مس-پودر پوسته تخم مرغ و تعیین کارایی آن در حذف رنگ اسید رد 14 از محیط های آبی در حضور نور مرئی

یکی از رایج ترین آلاینده های محیط زیست که در پساب صنایع مختلف، از جمله نساجی وجود دارد، رنگ ها هستند که برای انسان و محیط زیست، بسیار سمی است. هدف از این پژوهش، بررسی حذف فتوکاتالیستی رنگ اسید رد 14 (AR14) از محیط های آبی با استفاده از نانوکامپوزیت اکسید مس - پودر پوسته تخم مرغ در حضور نور مرئی بوده است.

در ابتدا نانوکامپوزیت اکسید مس - پودر پوسته تخم مرغ به روش هم رسوبی سنتز شد. آنالیزهای XRD، FE-SEM، EDX و pHpzc برای تعیین مشخصات ساختاری آن بررسی شد. سپس، تاثیر پارامترهایی همچون pH محلول، مقدار نانوکاتالیست، غلظت اولیه رنگ اسید رد 14، غلظت هیدروژن پراکسید، گازهای مختلف، انواع آنیون ها، مقایسه فرایندها و آزمایش بازیافتی بررسی شد. در نهایت، غلظت باقی مانده رنگ نیز با دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 515 نانومتر تعیین شد.

بیشترین کارایی حذف فتوکاتالیستی رنگ AR14 (99/99 %) در pH برابر با 3، غلظت اولیه برابر با mg L-1 20، مقدار اولیه نانوکامپوزیت برابر با g L-1 4/0 و زمان تماس برابر با 60 دقیقه به دست آمد. کارایی حذف فتوکاتالیستی رنگ AR14 با افزایش غلظت اولیه رنگ، کاهش یافت. با افزایش غلظت اولیه رنگ اسید رد 14، از mg L-1  20  به 100، ضریب ثابت سینتیکی درجه یک، از min-1 146/0 به 0048/0،کاهش و مقدار انرژی مصرفی از kWh m-3 94/3 به 120، افزایش یافت. کارایی حذف فتوکاتالیستی رنگ با افزایش مقدار اولیه کاتالیست و در حضور گازهای مختلف افزایش یافت. در حضور غلظت هیدروژن پراکسید تا 25 میلی مولار و انواع آنیون ها، حذف کامل رنگ AR14 انجام شد. افزون بر آن، فعالیت فتوکاتالیستی پس از 8 سیکل متوالی، بدون تغییر حفظ شد.

نانوکامپوزیت اکسید مس - پودر پوسته تخم مرغ در حضور نور مرئی، به عنوان ماده ای موثر و دوست دار محیط زیست، می تواند در حذف رنگ اسید رد 14 از محیط های آبی به کار رود.