بررسی و بهینه‌سازی پارامترهای عملیاتی در فرآیند احیاء فوتوکاتالیستی کروم شش‌ظرفیتی با استفاده از روش طراحی فاکتوریل کامل

فرآیند‌ فوتوکاتالیستی یکی از روش‌های تصفیه نوین می‌باشد که می‌تواند در تصفیه‌ فاضلاب‌های حاوی آلاینده‌های اولویت‌دار مانند کروم شش‌ظرفیتی بطور موثر مورد استفاده قرار گیرد. لذا، در این مطالعه اثرات پارامترهای عملیاتی مختلف و شرایط بهینه آنها به منظور احیاء کروم شش‌ظرفیتی در حضور نانوکامپوزیت  zno/hzsm5 با استفاده از روش فاکتوریل کامل بررسی شد. در این تحقیق نانوکامپوزیت zno/hzsm5 با روش هیدروترمال تلقیح سنتز شد. ساختار نانوکامپوزیت و مرفولوژی آن توسط تکنیک‌های xrdا،uv/vis و fesem مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی احیاء فوتوکاتالیستی کروم شش‌ظرفیتی با استفاده از نانوکامپوزیت zno/hzsm5 از تکنیک طراحی آزمایش فاکتوریل کامل استفاده شد. اثرات پارامترهای: زمان واکنش، ph، شدت نور uv و غلظت اولیه کروم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از تست xrd بیانگر این بود که ساختار نانوکامپوزیت به‌درستی تشکیل شده و دارای فاز کریستالی می‌باشد، تصاویر fesem نشان داد که فاز فعال (zno) به‌صورت یکنواختی با اندازه نانومتریک در سطح آن پخش شده است. نتایج حاصل از تست فیشر (fvalue) مشخص نمود که غلظت اولیه‌ کروم شش‌ظرفیتی تاثیرگذارترین پارامتر برروی فرآیند می‌باشد. تحت شرایط بهینه (غلظت اولیه کروم mg/l 10، شدت نور w 125، ph برابر 5 و زمان واکنش min 60) راندمان حذف 98/72% با مطلوبیت 0/985 برای کروم شش‌ظرفیتی حاصل شد. در نهایت، آنالیز احتمال نرمال نشان داد که داده‌ها از توزیع نرمالی برخوردار می‌باشند. از این‌رو، روش فاکتوریل کامل می‌تواند به‌عنوان یک روش موثر به منظور بهینه‌سازی شرایط عملیاتی فرآیند‌های فوتوکاتالیستی در حذف کروم شش‌ظرفیتی مورد استفاده قرار گیرد.

Evaluation and Optimization of Operating Parameters in the Photocatalytic Reduction of Hexavalent Chromium (Cr (VI)) Using a Full Factorial Design

Photocatalytic process is one of the modern treatment methods which can be efficiently used for the treatment of wastewaters containing pollutants with priority such as hexavalent chromium. So in this study, the effects of various operating parameters and optimum conditions for the reduction of Cr (VI) in the presence of ZnO/HZSM5 nanocomposite were investigated using a full factorial design method. In this study, ZnO/HZSM5 nanocomposite was sanitized by Hydrothermal/impregnation method. The structure and morphology of  Nanocomposite were studied by XRD, UV/vis, and FESEM techniques. In order to evaluate the photocatalytic reduction of hexavalent chromium using ZnO/HZSM5 nanocomposite, full factorial technique was used. The effects of reaction time, pH, UV intensity, and initial chromium concentration were studied. The results of XRD showed that the nanocomposite was properly formed and had a crystalline phase. FESEM images showed that active phase (ZnO) was uniformly spread on the surface in nanometric size. The results of Fisher test (FValue) indicated that the initial concentration of hexavalent chromium plays the most important role in the process. Under optimal conditions (initial concentration of chromium = 10 mg/L, UV light intensity = 125 W, pH = 5, and reaction time = 60 minutes), the removal efficiency was 98.72% with a desirability of 0.985 for hexavalent chromium. Finally, the normal probability analysis indicated that the data had a normal distribution. According to the result, it was indicated that the initial concentration of chromium was the most effective parameter in the process. Hence, the full factorial method can be used as an effective method for optimizing the conditions of the photocatalytic process in removing hexavalent chromium.