بهینه سازی حذف رنگزای ری اکتیو زرد 147 با استفاده از فوتوکاتالیست مغناطیسی fe3o4@sio2@tio2 به روش پاسخ سطحی در طرح مرکب مرکزی

سابقه و هدف: به دلیل عملکرد نامطلوب واحدهای رنگرزی و ماهیت رنگ های ری اکتیو حدود 50 درصد از این رنگ ها وارد فاضلاب خروجی می شود. این رنگ ها در برابر تجزیه بیولوژیکی مقاوم بوده و برای انسان و موجودات آبزی، سمی، سرطان زا و جهش زا هستند. در این مطالعه تخریب رنگزای ری اکتیو زرد 147با استفاده از فوتوکاتالیست مغناطیسی fe3o4@sio2@tio2 مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روش ها: برای مطالعه اثرات متقابل پارامترهای موثر در فرآیند از قبیل phاولیه، دوز کاتالیست و دمای محلول و هم چنین بهینه سازی فرآیند حذف فوتوکاتالیستی رنگزای ری اکتیو زرد 147 از طرح مرکب مرکزی (ccd) در روش پاسخ سطحی(rsm) استفاده شد. از این رو تعداد20 آزمایش توسط نرم افزار design expert 7.0.0 trial طراحی شد که همه عوامل در 5 سطح α, +1, 0, -1, -α+. طبقه بندی شدند.یافته ها: نتایج نشان داد که با افزایش دوز کاتالیست و کاهش دما، کارایی فرآیند فوتوکاتالیستی افزایش یافت و راندمان فرآیند فوتوکاتالیستی در ph اسیدی بسیار بیش تر از ph قلیایی بود. هم چنین نتایج روش پاسخ سطحی نه تنها سطوح بهینه پارامترهای تجربی را نشان داد بلکه ثابت کرد نقش پارامترهای ph اولیه و دوز کاتالیست در فرآیند تخریب فوتوکاتالیستی رنگزای ری اکتیو زرد 147تحت تابش فرابنفش بسیار بیش تر از دمای محلول است.استنتاج: مطالعه حاضر نشان داد فرایند فوتوکاتالیستی با بهینه سازی عوامل عملیاتی موثر، کارایی بالایی در حذف رنگزای ری اکتیو زرد 147 دارد. هم چنین فوتوکاتالیست سنتز شده تا ده بار بدون افت قابل ملاحظه ای در راندمان حذف استفاده شد که نشان از پایداری بالای فوتوکاتالیست و اقتصادی بودن فرایند حذف دارد.

Optimizing the Removal of Reactive Yellow 147 Using Magnetic photocatalyst Fe3O4@SiO2@TiO2 by Response Surface Methodology in Central Composite Design

Background and purpose: Due to the poor performance of industrial dye settings about 50% of the washing dye liquor is discharged into the environment. Inappropriate discharge of dyecontaining effluents is undesirable because of their color, resistance to biological treatment systems, toxic, and their carcinogenic or mutagenic nature to life forms. In the present study we investigated the photocatalytic degradation of reactive yellow 147 using magnetic Fe3O4@SiO2@TiO2.Materials and methods: A central composite design (CCD) under response surface methodology (RSM) was employed to study the interaction between some parameters, including photocatalyst dose, solution pH, and temperature in order to optimize the removal condition of Reactive Yellow 147 via photocatalytic process. Therefore, 20 tests were designed in Design Expert Software (version 7.0.0). All of these Factors were classified in 5 levels + alpha;, +1, 0, 1, alpha;.Results: There was an increase in removal efficiency with increase in the photocatalyst dosage of Fe3O4@SiO2@TiO2 and with decrease in the temperature. Under acidic conditions, the photocatalytic process was more efficient than that under alkaline conditions. The results also indicated that the application of RSM method not only helped to find the optimum levels of experimental parameters, but also proved that the role of initial pH of the solution and temperature were much more dominant than that of photocatalyst dosage in the photodegradation Reactive Yellow 147 under UV light exposure.Conclusion: Current study showed that photocatalytic process with optimization of effectiveoperational factors, is highly efficient in removal of Reactive Yellow 147. The regenerated assynthesized photocatalyst shows high stability and high efficiency in the degradation of Reactive Yellow 147 even after ten times of successive reuse without a significant drop in removal efficiency which makes this process economical.