بهینه سازی فرایند تخریب الکتروشیمیایی رنگ اسید بلو 25 با استفاده از طراحی مرکب مرکزی و تابع مطلوبیت

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه ولی عصر

چکیده

ررنگ زدایی سریع الکتروشیمیایی از محلول حاوی رنگ اسید بلو 25 با استفاده از یکسو کننده جریان صورت گرفت. یک طراحی مرکب مرکزی با چهار فاکتور برای بررسی فاکتورها و برهمکنش آنها مورد استفاده قرار گرفت. پارامترهای موثر بر تخریب رنگ به نحوی بهینه شدند که بالاترین بازده تخریب رنگ با حداقل مصرف انرژی الکتریکی صورت گیرد. به این منظور از تابع مطلوبیت برای بهینه سازی پارامترها و دستیابی همزمان به هر دو هدف استفاده شد. در شرایط بهینه که شامل pH برابر با 2، غلظت الکترولیت 1/0 مول بر لیتر، دمای20 درجه سانتیگراد و پتانسیل اعمال شده 4 ولت بود درصد تخریب 100% و بازده انرژی 9/481 میلی مول بر کیلو وات ساعت توسط مدل پیش‌بینی شد که نزدیکی آنها به مقادیر تجربی 100% و4/3± 3/445 میلی مول بر کیلو وات ساعت نشاندهنده توانایی قابل قبول مدل در پیش‌بینی نتایج می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization of electrochemical decolorization of Acid Blue 25 by central composite design and desirability function

نویسندگان [English]

  • masoud rohani moghadam
  • Alireza Talebizadeh Rafsanjani
  • leila Salehi
چکیده [English]

In this context, a rapid electrochemical decolorization of aqueous Acid Blue 25 solutions on a batch reactor using a rectifier was studied. The central composite design (CCD) has been chosen to elucidate the combined effect of four process variables; applied potential, pH, electrolyte concentration and temperature. The decolorization percentage (measure of remediation) and the energy efficiency (measure of energy saving) were considered as responses that were optimized simultaneously using desirability function. Under the optimum conditions of applied potential (5 V), pH (2), KCl concentration (0.1 mol L-1) and temperature (20°C), 100% decolorization percent and 167.1 mmolkW-1h-1 energy efficiency was predicted, that was close to obtained results (100% and 163.2±0.5 mmolkWh-1).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Decolorization of Acid Blue 25
  • Electrochemical Treatment
  • Central composite design
  • Desirability function

]1[ حقیقی اصل، علی؛ احمدپور، امین؛ فلاح، نرگس، دانشگاه سمنان، مجله علمی- پژوهشی شیمی کاربردی، شماره 42(1396) ص 253.

 [2] A. Ahmad, S.H. Mohd-Setapar, C.S. Chuong, A. Khatoon, W.A. Wani, R. Kumar, M. Rafatullah, RSC Advances, 5 (2015) 30801.

[3] H. Ghodbane, O. Hamdaoui, Ultrasonics Sonochemistry, 16 (2009) 455.

[4] S. Ghoreishi, R. Haghighi, Chemical Engineering Journal, 95 (2003) 163.

[5] S.K.A. Solmaz, A. Birgül, G.E. Üstün, T. Yonar, Coloration Technology, 122 (2006) 102.

[6] M. Pimentel, N. Oturan, M. Dezotti, M.A. Oturan, Applied Catalysis B: Environmental, 83 (2008) 140.

[7] A. Etemadifar, H. Dehghanizadeh, N. Nasirizadeh, M. Rohani-Moghadam, Fibers and Polymers, 15 (2014) 254.

[8] F. Shakerian, S. Dadfarnia, A.M.H. Shabani, M. Rohani, Talanta, 77 (2008) 551.

 [9] عبدوس، بهناز؛ سجادی، سیده مریم؛ مامنی، لیلا؛ دانشگاه سمنان، مجله علمی- پژوهشی شیمی کاربردی، شماره 39 (1395) ص 197.

[10] S.H.R. Pasandideh, S.T.A. Niaki, Applied Mathematics and Computation, 175 (2006) 366.

[11] F. Renault, N. Morin-Crini, F. Gimbert, P.-M. Badot, G. Crini, Bioresource Technology, 99 (2008) 7573.

[12] A. Bhatnagar, A. Minocha, Environmental Technology, 31 (2010) 97.

[13] M. Kousha, E. Daneshvar, A. Esmaeli, M. Jokar, A. Khataee, International Biodeterioration & Biodegradation, 69 (2012) 97.

[14] M.A.K.M. Hanafiah, W.S.W. Ngah, S.H. Zolkafly, L.C. Teong, Z.A.A. Majid, Journal of Environmental Sciences, 24 (2012) 261.

[15] Y.-Z. Ren, Z.-L. Wu, M. Franke, P. Braeutigam, B. Ondruschka, D.J. Comeskey, P.M. King, Ultrasonics Sonochemistry, 20 (2013) 715.