حذف فتوکاتالیستی رنگزا توسط الکترود اصلاح شده با نانوذرات اکسیدتیتانیوم-اکسیدگرافن و بهینه سازی به روش رویه-پاسخ





کد مقاله:
JCST-23-10-2016-1682

مولفین:
عبدالله غلامی آکردی: دانشگاه صنعتی امیرکبیر - دانشکده مهندسی نساجی
سید هژیر بهرامی: دانشگاه صنعتی امیرکبیر - دانشکده مهندسی نساجی
مختار آرامی: دانشگاه صنعتي اميركبير - دانشكده مهندسي نساجي
المیرا پژوتن: دانشگاه صنعتی امیرکبیر - دانشکده مهندسی نساجی


چکیده مقاله:

در این تحقیق، نانوذرات اکسیدگرافن سنتز شده به روش هامر بر روی سطح الکترود گرافیتی رسوب داده شد. تست¬هایی مانند پراش اشعه ایکسXRD، میکروسکوپ الکترونی روبشی FESEM و طیف سنجی مادون فرمز تبدیل فوریه FTIR برای شناسایی نانوذرات اکسیدگرافن به کار گرفته شد. سپس نانوذرات اکسیدتیتانیومTiO2 بر روی سطح الکترود گرافیتی اصلاح شده با ذرات اکسیدگرافن، به روش تبخیر حلال، تثبیت شد. فعالیت فتوکاتالیستی این الکترود اصلاح شده در زمینه رنگبری محلول رنگی متیلن بلو MB، بررسی شد. همچنین اثر عوامل تاثیرگذار بر فرآیند رنگبری به روش فتوکاتالیستی، مانند pH محلول، غلظت رنگزای مورد استفاده mg/L و مقدار نانوذرات اکسیدتیتانیوم استفاده شدهmg/L، مطالعه شد. نتایج به دست آمده نشان داد که ترکیب فتوکاتالیستی تهیه شده با مقادیر اندک از نانوذرات فتوکاتالیست، قادر به رنگبری محلول رنگی MB با راندمان 90 در مدت 120 دقیقه می باشد. در ادامه آزمایشات جذب و پایداری به منظور توجیه استفاده از نانوذرات اکسیدگرافن در این تحقیق، بررسی شد. در ادامه، برای بهینه¬سازی فرآیند فتوکاتالیستی و بررسی تاثیر همزمان پارامترها به صورت دو به دو توسط نمودارهای سه¬بعدی، مدل رویه-پاسخ به کار گرفته¬شد. نتایج حاصل از بهینه¬سازی عددی که اختلاف کمی را بین عدد پیش¬بینی شده 56/80 و عددی که به طور تجربی 47/76 به دست آمد، نشان داد و همچنین ضریب همبستگی بالا 87/96 نشان داد که روش رویه-پاسخ قادر است تا این فرآیند فتوکاتالیستی را با تعداد کمی آزمایش، پیش¬بینی و بهینه¬سازی کند.


Article's English abstract:

In this research, graphene oxide GO was deposited on the surface of graphite electrodes by the electrodepositionED method which was synthesized by the modified Hummer’s method. FESEM images, FTIR analysis and XRD pattern were employed to confirm the structure of GO. TiO2 nanoparticles were further immobilized on the surface of the graphene oxide fabricated graphite electrodes TiO2-GO-GE using solvent evaporation and then photocatalytic activity of the prepared TiO2-GO-CE was studied for the discoloration of solutions containing Methylene Blue MB cationic dye. The effect of parameters such as initial dye concentration, pH of solution and TiO2 content on the decolorization efficiency of the photocatalytic process was investigated. The obtained results indicated that the prepared TiO2-GO-GE can decolorize MB with high efficiency 90 after 120 min of photocatalytic process. Stability test was carried out in order to show important role of GO. Then, response surface methodology RSM method was employed to optimize photocatalytic process and examine simultaneous effect of parameters. The validity of the model for optimization and prediction of the process with low number of experiments was stablished by experimental results low difference between predicted value 80.56 and experimental value 76.47 and also by high value of correlation coefficient 96.87 .


کلید واژگان:
نانوذرات TiO2، نانوذرات اکسیدگرافن تثبیت شده، پساب رنگی، رنگزای متیلن بلو، مدل رویه-پاسخ.

English Keywords:
TiO2 nanoparticles; immobilized photocatalyst; graphene oxide fabricated graphite electrodes; Methylene Blue (MB); wastewater; photocatalytic dye degradation.

منابع:
29. ن. نصیری زاده، م. دهقانی، س. جعفری، تخریب ماده رنگزاي بازیک قرمز 13 با فرآیند ترکیبی سونوالکتروشیمی در حضورنانوذرات TiO2. نشريه علمي پژوهشي علوم و فناوري رنگ, (1395) 10، 144-137. 33. ز. مینایی زنگی، ح.گنجی¬دوست، ب. آيتي، حذف فوتوكاتاليزي رنگزا با استفاده از نانوذرات دي اكسيد تيتانيم تلقيح شده و مطالعه سينتيكي آن. نشريه علمي پژوهشي علوم و فناوري رنگ, (1393) 8، 211-203.

English References:
.1 Dasgupta, J., et al., Response surface-optimized removal of Reactive Red 120 dye from its aqueous solutions using polyethyleneimine enhanced ultrafiltration. Ecotoxicology and environmental safety, 2015. 121: p. 271-278. .2 Sharma, P. and M.R. Das, Removal of a cationic dye from aqueous solution using graphene oxide nanosheets: investigation of adsorption parameters. Journal of Chemical



فایل مقاله
تعداد بازدید: 3130
تعداد دریافت فایل مقاله : 88

ورود به سامانه نشریه
شناسنامه ی نشریه
صاحب امتياز:
موسسه پژوهشي
علوم و فناوري رنگ و پوشش
مدير مسوول:
پروفسور زهرا رنجبر
سردبير:
پروفسور زهرا رنجبر
مدير اجرايي:
دکتر فرهاد عامري
شاپا چاپي:
8779 - 1735
شاپا الکترونيکي:
2169 - 2383
دسترسی سریع
آخرین شماره های نشریه
آمارهای وبگاه
تعداد بازدید:3,131

کاربران حاضر:54