کاربرد روش سطح پاسخ برای تخریب فتوکاتالیستی رنگ با استفاده از نانولوله های اکسید روی بر روی بستر کربن فعال

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

شیمی، سمنان،سمنان،ایران

10.22075/chem.2020.14483.1413

چکیده

در این کار اکسید روی با مورفولوژی لوله بر روی کربن فعال (ZnO NRs-AC) با استفاده از روش هم رسوبی برای تخریب نوری رنگ مالاشیت گرین (MG) تحت نور UV سنتز شد. فتو کاتالیست با استفاده از تکنیک های مختلف از جمله XRD و FE-SEM مشخص شد. طراحی Box-Behnken (BBD) همراه با روش سطح پاسخ (RSM) برای بهینه سازی پارامترهای تأثیرگذار مورد استفاده قرار گرفت. مقادیر بهینه برای پارامترهای مربوطه به شرح زیر است: مقدار کاتالیست، 16 میلی-گرم؛ غلظت MG، 30 میلی‌گرم بر لیتر؛ و زمان تخریب ، 46 دقیقه بدست آمد. بررسی اثر یون های خارجی بر عملکرد فرآیند فتو کاتالیزوری، نشان دهنده پایداری ZnO NRs-AC در تخریب فتو کاتالیزوری MG است. همچنین، با توجه به مدل جنبشی Langmuir-Hinshelwood (L-H)، تخریب جنبشی MG به دنبال یک مدل سینتیکی مرتبه شبه اول می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of response surface methodology for the photo degradation of dye using ZnO nanorods loaded on the activated carbon

نویسندگان [English]

  • hosein kazemi
  • Maryam Rajabi
  • bahareh fahimirad
chemistry,semnan,samnan,iran
چکیده [English]

In this work, ZnO with a nanorod morphology loaded on activated carbon (ZnO NRs-AC) was synthesized using the co-precipitation method for the photo-degradation of malachite green (MG) under the UV light. The photo-catalyst was characterized using various analytical techniques including XRD and FE-SEM. The Box-Behnken design (BBD) combined with the response surface methodology (RSM) was applied for the optimization of the influential parameters. The optimum values for the parameters involved were as follow: photo-catalyst dosage,16 mg; MG concentration, 30 mg L-1; and reaction time was 46 min. Studying the effect of foreign ions on the performance of the photo-catalytic process indicated the stability of ZnO NRs-AC in the photo-catalytic degradation of MG. According to the Langmuir–Hinshelwood (L–H) kinetic model, the kinetic degradation of MG followed a pseudo-first order kinetic model.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ZnO nanorods
  • Activated carbon
  • Malachite green
  • UV light
  • Box-Behnken design
  • Kinetic model