چکیده

دراین کار پژوهشی ابتدا نمونه­های نانوراکتورهای سه جزئی ساختاری با معماری زرده@پوسته (Yolk@Double Shell Fe₃O₄@ZrO₂@TiO₂or Y@DS FZT)براساس پارامترهای سنتز ازجمله دمای فرآیند کلسیناسیون، دما و زمان فرآیند سولوترمالتهیه شدند و بهترین نمونه سنتز شده بر اساس کمترین باندگپ انرژی انتخاب شد. مشخصه­یابیبهترین نمونه این نانوراکتور با استفاده از آنالیزهایXRD،EDS ،FESEM ، TEM،BET ،FTIR، Raman، XPS، TGA، PL، VSM ، PZC و الکتروشیمیایی انجام گرفت. یکی از هدف های این مطالعه بررسی تأثیر شرایطواکنش سولوترمال و کلسیناسیون بر باندگپ انرژی و بهینه سازی شرایط واکنش نانوراکتورهایY@DS FZT با استفاده از یک مدل سه سطحی باکس-بنکن است.علاوه بر این، تاثیر اندازه کریستال و مساحت سطح ویژه (

[1]

SSA) برباندگپ انرژی مورد بررسی قرار گرفت. مساحت سطح ویژه، حجم منافذ و اندازه متوسطمنافذ نانوراکتورهای Y@DS FZT به ترتیب برابر 429 مترمربع بر گرم ، 39/0 سانتی متر مکعب در گرم و 22نانومتر بدست آمد. به منظور تعیین عملکرد بهترین نمونه نانوراکتور Y@DS FZT، فرآیند تخریب فوتوکاتالیستی ناپروکسن بر اساس تأثیر چهار عاملفرآیندی غلظت اولیه ناپروکسن، pH اولیه محلول، میزان فوتوکاتالیست بارگذاری شده و مدت زمان پرتودهی تحت تابشنور مرئی، بوسیله روش پاسخ سطح پاسخ (RSM

[2]

) مورد بررسی قرار گرفت. طبق نتایج به دست آمده،حداکثر و حداقل میزان تخریب فوتوکاتالیستی ناپروکسن با استفاده از نانوراکتور Y@DS FZT به ترتیب 100 و 66 درصدبود. به منظور به حداکثر رساندن فعالیت فوتوکاتالیستی پارامترهای کاتالیستبارگذاری شده، pH محیط واکنش، غلظت اولیه ناپروکسن و زمانتابش به ترتیب بر روی 5/0 گرم بر لیتر، 3 ، 10 میلی گرم بر لیتر و 60 دقیقه کهمنجر به تخریب کامل ناپروکسن شد. در پایان، به­منظور توسعه سامانه هیبریدی مبتنیبر روش­های اکسیداسیون پیشرفته جهت حذف ناپروکسن در پساب سنتزی، روش ترکیبی جوششهمدما مبتنی بر انسداد نسبی جریان(FRB)به منظور تولید رادیکال هیدروکسیل حاصل از اضمحلال نانوحباب­ها، به­همراه روش­هایالکتروفنتون(EF) و فوتوالکتروفنتون(PEF) به­عنوان فرآیندهای دیگر مبتنی بر اکسیداسیون پیشرفته، موردمطالعه قرار گرفت. شرایط بهینه فرآیندی این بخش از سامانه بر اساس بالاترین نرخسینتیک واکنش تخریب ناپروکسن در فشار ورودی ? بار و pH برابر 2 تعیین شد و بر همین اساس بالاترین حد تخریب 43/39% و کاهشاکسیژن­خواهی شیمیایی(COD

[3]

) 3/11% با استفاده از فرآیند FRB به تنهایی بدست آمد. روش های ترکیبی شامل فرآیند FRB به همراه الکتروفنتون (EF) وفوتوالکتروفنتون (PEF) بدون استفاده از ماده شیمیایی پراکسیدهیدروژن(H₂O₂) برای دستیابی به بیشترین مقدار حذفناپروکسن از پساب سنتز شده مورد بررسی قرار گرفتند. تخریب ناپروکسن 97/98% با کاهشاکسیژن­خواهی شیمیایی 9??برای روش ترکیبی FRB به همراه فوتوالکتروفنتون (PEF) در زمان ??? دقیقه به دست آمد در حالیکه از ترکیب آن به همراهالکتروفنتون(EF) تخریب 91/89% در زمان ??? دقیقه تصفیه بهدست آمد. شاخص تخریب پذیری (DI

[4]

) برای پساب به دست آمده از تصفیه به روش FRB به تنهایی و همچنین پساب تحت فرآیند تصفیه به همراه الکتروفنتون(EF) و فوتوالکتروفنتون (PEF)محاسبه شد. در انتها نیز هزینه های عملیاتی روش های تصفیه مختلف بر اساس توان مصرفیمحاسبه شد و مورد ارزیابی قرار گرفت.