بررسی عملکرد فرآیند سونوالکتروشیمی در تخریب رنگ بازیک زرد 28 در حضور نانوذرات تیتانیوم‌دی‌اکسید

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی نساجی و پلیمر، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یزد، یزد، ایران.

2 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یزد، یزد، ایران.

3 1دانشکده مهندسی نساجی و پلیمر، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یزد، یزد، ایران. 2باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یزد، یزد، ایران.

4 2باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یزد، یزد، ایران. 3 انجمن علمی نانوتکنولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یزد، یزد، ایران.

چکیده

در این تحقیق، حذف رنگزای بازیک زرد 28 با استفاده از روش اکسایش پیشرفته سونوالکتروشیمی در حضور نانوذرات تیتانیوم دی‌اکسید مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بهینه‌سازی شرایط تخریب رنگ از روش سطح پاسخ استفاده شده است. تاثیر عوامل مختلف نظیر مقدار ولتاژ اعمال شده، مقدار نانوذرات تیتانیوم دی‌اکسید، زمان فرآیند و pH محلول به صورت همزمان بر میزان تخریب رنگ مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. با کمک این روش یک مدل ریاضی به منظور پیش‌بینی مقدار حذف رنگ با توجه به متغیرهای مستقل یاده شده، ارایه گردید. نتایج حاصل نشان داد که متغیر زمان بیشترین تاثیر را بر راندمان رنگبری داشته است. pH، ولتاژ اعمال شده و مقدار نانوذرات تیتانیوم دی‌اکسید به ترتیب از جمله عوامل تاثیرگذار بعدی می‌باشد. در شرایط بهینه که شامل 8= pH ، زمان 119 دقیقه، مقدار ولتاژ اعمال شده V 1/1و 0.96g/L نانوذرات تیتانیوم دی اکسید می‌باشد. نتایج حاصل نشان داد که روش سونوالکتروشیمی در حضور نانوذرات تیتانیوم‌دی‌اکسید کارایی بهتری در حذف رنگ نسبت به روش‌های دیگر نظیر سونوالکتروشیمی، سونوشیمی در حضور هیدروژن پروکسید، سونوشیمی در حضور هیدروژن پروکسید و نانوذرات تیتانیوم دی‌اکسید و الکتروشیمی در حضور نانوذرات تیتانیوم‌دی اکسید دارا می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Sonoelectrochemistry Process on Discoloration of Basic Yellow 28 in Presence of Titanium Dioxide Nanoparticles

نویسندگان [English]

  • Ali Etemadifar 1
  • Mohammad Dehghani 2
  • Navid Nasirizadeh 3
  • Saied Jafari 4
چکیده [English]

In this work, discoloration of basic yellow 28 using sonoelectrochemical method in presence of titanium dioxide nanoparticles was investigated. The respond surface methodology (RSM) was applied for optimization of discoloration. The influence of different factors such as applied potential, amount of titanium dioxide nanoparticles, time and solution pH was evaluated on discoloration. A mathematical model was presented to prediction of discoloration with RSM. The results shown that time has highest effect on discoloration efficiency, pH, applied potential and amount of titanium dioxide nanoparticles has also effective factors. The sonoelectrochemical route in presence of TiO2 nanoparticles has better performance on discoloration comparing with other methods including sonoelectrochemistry, sonochemistry in presence of hydrogen peroxide, sonochemistry in presence of hydrogen peroxide/TiO2 nanoparticles and electrochemistry in presence of TiO2 nanoparticles at optimum condition, i.e. pH= 8.0, 1.1 V applied potential, 0.96 g/L TiO2 nanoparticles and 119 min.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Discoloration
  • sonoelectrochemistry
  • Advanced oxidation process
  • titanium Dioxide nanoparticle
[1]. سیدی، سیده رضوانه؛ دانشگاه سمنان، مجله علمی پژوهشی شیمی کاربردی، شماره 21 (1390) ص 61.
 [2]. R. Darvishi Cheshmeh Soltani, S. Jorfi, H. Ramezani, S. Purfadakari, Ultrasonics Sonochemistry, 28 (2016) 69.
[3]. M. Roushani, M. Mavaei, H. R. Rajabi, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 409 (2015) 102.
[4]. R. L. Singh, P. K. Singh, R. P. Singh, International Biodeterioration & Biodegradation, 104 (2015) 21.
[5]. M. Rohani Moghadam, N. Nasirizadeh, Z. Dashti, E. Babanezhad, International Journal of Industrial Chemistry, 4 (2013) 19.
[6]. منصف خوشحساب، زهرا؛ گنبدی، کتایون؛ دانشگاه سمنان، مجله علمی پژوهشی شیمی کاربردی، شماره 30 (1393) ص 31.
[7]. نجاتی، کاملیا؛ رضوانی، ذوالفقار؛ جارالمسجد، نعیمه؛ ساعتی، مرضیه؛ دانشگاه سمنان، مجله علمی پژوهشی شیمی کاربردی، شماره 31 (1393) ص 87.
[8]. عبدی، سارا؛ نصیری، مسعود؛ حسن خانی، محمد؛ دانشگاه سمنان، مجله علمی پژوهشی شیمی کاربردی، شماره  33 (1393) ص 65.
 [9] رسولی فرد، محمد حسین؛ شاهقلی، مریم؛ قلم چی، لیلا؛ دانشگاه سمنان، مجله علمی پژوهشی شیمی کاربردی، شماره 32 (1393) ص 47.
[10]. شریفات، سهام؛ ذوالقرنین، حسین؛ حمیدی فلاحی، عبدالقادر؛ دانشگاه سمنان، مجله علمی پژوهشی شیمی کاربردی،  شماره 33 (1393) ص 103.
 [11]. A.R. Amani-Ghadim, S. Aber, A. Olad, H. Ashassi-Sorkhabi, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 64 (2013) 68.
[12]. L.C. Almeida, B.F. Silva, M.V.B. Zanoni, Chemosphere, 136 (2015) 63.
[13].K. Zakaria, P. A. Christensen, Electrochimica Acta, 135 (2014) 11.
[14]. S. Merouani, O. Hamdaoui, Z. Boutamine, Y. Rezgui, M. Guemini, Ultrasonics Sonochemistry, 28 (2016) 382.
[15]. M. M. Aghayizadeh, N. Nasirizadeh, S. M. Bidoki, M. E. Yazdanshenas, International Journal of Electrochemical Science, 8 (2013) 8848.
[16]. M. A. Radi, N. Nasirizadeh, M. Rohani-Moghadam, M. Dehghani, Ultrasonics Sonochemistry, 27 (2015) 609.
[17]. B. Thokchom, K. Kim, J. Park, J. Khim, Ultrasonics Sonochemistry, 22 (2015) 429.
[18]. N. Wang, P. Wang, Chemical Engineering Journal, 283 (2016) 193.
[19]. B. Thokchom, A.B. Pandit, P. Qiu, B. Park, J. Choi, J. Khim, Ultrasonics Sonochemistry, 27 (2015) 210.
[20]. A. Nazari; M. Mirjalili, N. Nasirizadeh, S. Torabian, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 21 (2015) 1068.
[21]. A. Nazari, M. Montazer, N. Nasirizadeh, B. Namiranian, Journal of Engineered Fibers and Fabrics, 8 (2013) 114.
[22]. X. Guo, D. Li, J. Wan, X. Yu, Electrochimica Acta, 180 (2015) 957.
[23]. Y. Zhang, J. Lu, X. Wang, Q. Xin, Y. Cong, Q. Wang, C. Li, Journal of Colloid and Interface Science, 409 (2013) 104.
[24]. A. Eatemadifar, H. Dehghanizadeh, N. Nasirizadeh, M. Rohani Moghadam, Fibers and Polymers, 15 (2013) 254.
[25]. N. Nasirizadeh, H. Dehghanizadeh, M. E. Yazdanshenas, M. Rohani-Moghadam, A. Karimi, Industrial Crops and Products, 40 (2012) 361.
[26]. B. Bethi, S.H. Sonawane, G.S. Rohit, C.R. Holkar, D.V. Pinjari, B.A. Bhanvase, A.B. Pandit, Ultrasonics Sonochemistry, 28 (2016) 150.
[27]. P. Sathishkumar, R. V. Mangalaraja, O. Rozas, H. D. Mansilla, M.A. Gracia-Pinilla, S. Anandan, Ultrasonics Sonochemistry, 21 (2014) 1675.
[28]. B. Yang, J. Zuo, X. Tang, F. Liu, X. Yu, X. Tang, H. Jiang, L. Gan, Ultrasonics Sonochemistry, 21 (2014) 1310.
[29] M. D. Esclapez, I. Tudela, M. I. Diez-Garcia, V. Saez, P. Bonete, Applied Catalyst B-Environmental, 166 (2015) 66.
[30]. S. Rasalingam, R. Peng, R. Koodali, Journal of Nanomaterial, 16 (2014) 1.
[31]. H. Zhou, Y. Shen, P. Lv, J. Wang, P. Li, Journal of Hazardous Materials, 284 (2015) 241.
[32]. N. Makela, T. Sontag-Strohm, N. H. Maina, Carbohydrate Polymers, 123 (2015) 390