تعیین مقدار بهینه نانوذرات دی‌اکسیدتیتانیوم در کامپوزیت دی‌اکسیدتیتانیوم/بنتونیت جهت ‌رنگ‌بری سونوفتوکاتالیستی رنگ متیل‌اورانژ

زمینه و هدف: یکی از مهم‌ترین 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 دی‌اکسیدتیتانیوم در کامپوزیت دی‌اکسیدتیتانیوم/بنتونیت جهت ‌رنگ‌بری سونوفتوکاتالیستی رنگ متیل‌اورانژ بود.  روش بررسی: در این بررسی، از بنتونیت به عنوان پایه برای تثبیت فتوکاتالیست دی‌اکسیدتیتانیوم استفاده شد و مقدار بهینه نانوذرات تثبیت شده دی‌اکسیدتیتانیوم در کامپوزیت دی‌اکسیدتیتانیوم/بنتونیت جهت ‌رنگ‌بری سونوفتوکاتالیستی رنگ متیل‌اورانژ 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.یافته‌ها:خواص ساختاری فتوکاتالیست‌های تثبیت شده و نانوذرات دی‌اکسیدتیتانیوم بدون پایه با استفاده از آنالیزهای میکروسکوپ ‌الکترونی‌ روبشی، اسپکتروفتومتر طیف جذبی و پراش‌پرتوایکس مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، امکان استفاده مجدد از فتوکاتالیست در 3 دوره مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج میکروسکوپ‌الکترونی‌روبشی، کم کردن مقدار دی‌اکسیدتیتانیوم موجب کاهش تعداد نانو ذرات تشکیل شده بر روی سطح بنتونیت شد. آنالیزهای اسپکتروفتومترطیف‌جذبی و پراش‌پرتوایکس نشانگر تشکیل موفقیت آمیز کامپوزیت بود. مقدار بهینه نانوذرات دی‌اکسیدتیتانیوم در کامپوزیت دی‌اکسیدتیتانیوم/بنتونیت جهت ‌رنگ‌بری سونوفتوکاتالیستی رنگ متیل‌اورانژ با نسبت پودر دی‌اکسیدتیتانیوم به بنتونیت 5:1/2 بدست آمد.بحث و نتیجه گیری: 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 دی‌اکسیدتیتانیوم / بنتونیت شامل ph اسیدی 4 بود. با توجه به نتایج به‌دست آمده، با افزایش غلظت رنگزا مدت زمان رنگبری افزایش ‌یافت. در نهایت بازده سونوفتوکاتالیستی کامپوزیت پس از سه بار استفاده مجدد قابل قبول بود

Optimum Dioxide Titanium Nanoparticles in Dioxide Titanium /Bentonite Composite for Sono Photo Catalytic De-Colorization of Methyl Orange dye

Background and Objectives: Dye is considered as one of the most important environmental pollutants in industrial wastewater due to its harmful effects on both human and environment. This study was aimed to determine Optimum Dioxide Titanium Nanoparticles in Dioxide Titanium /Bentonite Composite for sono photo catalytic decolorization of Methyl Orange dye. Methods: In this study, bentonite was used as the substrate to stabilize titanium dioxide photo catalyst and the optimum amount of stabilized titanium dioxide nanoparticles in titanium dioxide/ bentonite composite was evaluated for sono photo catalytic removal of methyl orange dye. Accordingly, the optimal conditions for the photo catalytic process performance in dye removal included the effect of pH, methyl orange concentrations and nanocomposite doses.Findings: Structural properties of bentonite/titanium dioxide composites and pure titanium dioxide nanoparticles were investigated using scanning electron microscope (SEM), Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS) and Xray diffraction (XRD). Finally, the possibility of reuse of photo catalyst was investigated in three periods. Based on SEM results, reducing the amount of titanium dioxide reduced the number of nanoparticles formed on the bentonite surface. XRD and DRS analyses showed successful composite formation. The optimum amount of titanium dioxide nanoparticles in titanium dioxide/bentonite composite was obtained for sono photo catalytic dye removal of methyl orange with the titanium dioxide powder to bentonite ratio of 1: 2.5 in the primary mixture.Discussion and Conclusion:  The study showed that increasing the amount of photo catalyst in the reaction medium increased the speed and efficiency of the dye removal but its excessive increase had a negative effect on the reaction. The best conditions for dye degradation were obtained using titanium dioxide/bentonite nanocomposite at pH 4. According to the results, the increase in concentration increased dye removal time. Finally, the sono photo catalytic composite efficiency was acceptable after three times of reuse.