بهینه‌سازی تخریب فوتوکاتالیستی رنگ از پساب صنایع نساجی با استفاده از کربن نیترید گرافیتی تحت نور فرابنفش

ورود پساب‌های رنگی صنایع نساجی با محتوای آلاینده های آلی بالا از مشکلات عمده‌ بوم‌سازگان است. استفاده از روش‌های موثر، اقتصادی و دوستدار محیط‌ زیست در حذف یا کاهش غلظت این نوع آلاینده‌ها به‌خصوص در بخش صنعت امری حائز اهمیت است. پژوهش حاضر با هدف بهینه‌سازی فرآیند رنگ‌زدایی از پساب صنعت نساجی با استفاده از فوتوکاتالیست کربن نیترید گرافیتی در مقیاس آزمایشگاهی در سیستم ناپیوسته انجام گرفت. پارامترهای ph اولیه، زمان واکنش و دوز فوتوکاتالیست با استفاده از طرح مرکب مرکزی (ccd) به روش پاسخ سطح (rsm) جهت دستیابی به بالاترین میزان حذف رنگ بهینه‌سازی‌ گردید. نتایج آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (fesem)، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (edax) و جذب و واجذب نیتروژن (bet) نشان داد فوتوکاتالیست سنتز شده دارای ساختار دوبعدی با منافذ و کانال‌های متعددی است که عناصر c، n وo به‌خوبی و به‌طور یکنواخت در نمونه توزیع شده‌اند. نتایج بهینه‌سازی پارامترهای تاثیرگذار نشان داد که کارایی حذف رنگ، با پارامترهای ph اولیه، دوز فوتوکاتالیست و زمان واکنش رابطه‌ معنی‌داری دارد. حداکثر کارایی فوتوکاتالیست کربن نیترید گرافیتی در رنگ‌زدایی پساب صنایع نساجی تا 97 درصد در ph اولیه‌ 4، دوز فوتوکاتالیست 70 میلی‌گرم و زمان 100 دقیقه است. برازش مدل پیشنهادی مقادیر واقعی و مقادیر پیش بینی شده نشان داد که داده های تجربی به‌دست آمده مطابقت خوبی (0/968 =r2 ) با مقادیر واقعی دارد. نتایج بررسی قابلیت استفاده‌ مجدد از فوتوکاتالیست g-c3n4 نیز نشان داد که فوتوکاتالیست سنتز شده در شرایط بهینه دارای قدرت بازیابی بالایی است و توانست در طی 10 چرخه‌‌ متوالی عملکرد خود را تا بیش از 90 درصد حفظ کند. فوتوکاتالیست سنتز شده با کارایی بالا و دوستدار محیط‌زیست می‌تواند به‌عنوان یک پیشنهاد مناسب در تصفیه‌ پساب‌ها در صنایع نساجی و رنگرزی مطرح گردد.

optimization of photocatalytic degradation of dye in textile industrial wastewater using graphite carbon nitride under ultraviolet light

the entry of colored wastewater with high content of organic pollutants from textile industries is one of the major problems for environmental organisms. the use of effective, economical, and environmentally friendly methods to eliminate or reduce the concentrations of these types of pollutants, especially in the industrial sector, is important. the present study aimed to optimize the dye removal process from textile industrial wastewater using graphite carbon nitride photocatalyst on a laboratory scale in a batch system. the initial ph, reaction time, and photocatalyst dose parameters were optimized using a central composite design (ccd) through response surface methodology (rsm) to achieve the highest level of color removal. the results of analysis using field emission scanning electron microscopy (fesem), energy-dispersive x-ray spectroscopy (edax), and nitrogen adsorption and desorption (bet) showed that the synthesized photocatalyst had a two-dimensional structure with numerous pores and channels in which the c, n, and o elements were well distributed uniformly in the sample. the optimization results of the influencing parameters indicated that the efficiency of color removal has a significant relationship with the initial ph, photocatalyst dose, and reaction time parameters. the maximum efficiency of the graphite carbon nitride in dye removal from textile industrial wastewater is up to 97% at ph 4, a photocatalyst dose of 70 mg, and a reaction time of 100 minutes. the fitting of the proposed model showed good agreement (r2 = 0.968) between the actual and predicted values. the results of the study on the reusability of g-c3n4 photocatalyst also indicated that the synthesized photocatalyst in optimal conditions has a high recovery power and was able to maintain its performance over 10 consecutive cycles by more than 90%. the synthesized photocatalyst with high efficiency and eco-friendly can be considered as a suitable proposal for wastewater treatment in textile and dyeing industries.