مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 33 4 2022 10 23 Synthesis and Application of Granulated Cellulose/CuBDC/Fe3O4 in Elimination of Direct Blue 71 by Heterogeneous Fenton Process سنتز نانوکامپوزیت گرانولی Cellulose/CuBDC/Fe3O4 به‌منظور حذف ماده رنگ‌زای آبی مستقیم 71 طی فرایند فنتون ناهمگن 18 35 160217 10.22093/wwj.2022.332708.3244 FA مهدی ابراهیمی فرشچی دانشجوی دکترا، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران 0000-0002-7212-6070 حسن اقدسی نیا دانشیار، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران 0000-0003-3004-8796 صادق رستم نیا استاد، گروه شیمی آلی و نانو، دانشکده شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران Journal Article 2022 03 05 Plenty of methods have been introduced to treat the consumed water where the advantages and disadvantages of each method define their applications. Advanced oxidation processes have become a scientific trend due to high removal efficiency. As one of the AOP methods, heterogeneous Fenton method has received plenty of interest because of its high operational capability. In this study, cellulose/CuBDC/Fe₃O₄ nanocomposite was utilized as heterogeneous Fenton catalyst to remove Direct Blue 71 toxic dye from aqueous media. The catalyst was synthesized as granulated beads to eliminate the operational limitations of utilizing powdered catalysts. The catalysts were characterized by SEM, EDX, FTIR and XRD analysis to validate the successful synthesis procedure. The effects of each component of the nanocomposite on the removal efficiency were investigated. The effective operation of independent parameters such as the initial dye concentration, H₂O₂ concentration and catalyst dosage were modeled and optimized by RSM design of experiments method. At the optimum point, the removal efficiency of 86.93% was achieved. In addition, the COD of the wastewater was decreased by 73.52%, which demonstrated the high potential of granulated cellulose/CuBDC/Fe₃O₄nanocomposite in decomposing organic matter to H₂O, CO₂, NO₂ and SO₂. The prepared granulated catalysts retain their removal characteristics over 8-cycle operation. <strong>روش‌های فراوانی برای بازیافت آبهای مصرفی وجود دارد که هر یک از روش‌ها، مزایا و معایب مربوط به خود را دارند. اخیراً روش‌های اکسایش پیشرفته به‌دلیل بازدهی زیاد، توجه پژوهشگران را به‌خود جلب کرده است. روش فنتون ناهمگن یکی از انواع روش‌های اکسایش پیشرفته است که از لحاظ عملیاتی و کارایی مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، نانوکامپوزیت cellulose/CuBDC/Fe₃O₄ به‌منظور حذف ماده رنگ‌زای سمّی آبی مستقیم 71، طی فرایند فنتون ناهمگن استفاده شد. این کاتالیست به‌صورت گرانولی سنتز و تهیه شد تا معایب عملیاتی استفاده از کاتالیست به‌صورت پودری حذف شود و گامی به سوی صنعتی‌سازی این نوع کاتالیست برداشته شود. آنالیزهای مختلفی مانند SEM، EDX، FTIR و XRD برای مشخصه‌یابی کاتالیست انجام شد تا از صحت سنتز صحیح آنها اطمینان حاصل شود. تأثیر هر یک از اجزای سازنده نانوکامپوزیت به تنهایی بر روی فرایند حذف آلاینده بررسی شد. افزودن نانوذرات Fe₃O₄ به‌دلیل خاصیت اکسایشی و قابلیت شرکت در فرایند فنتون، باعث ایجاد جهش در حذف آلاینده شد. این فرایند به روش طراحی آزمایش RSM مدل‌سازی شد و تأثیر پارامترهای مستقل غلظت اولیه ماده رنگ‌زا، دوز کاتالیست و غلظت اولیه هیدروژن پراکسید بر روی حذف رنگ‌زای آبی مستقیم 71، بررسی شد و در نقطه بهینه درصد حذف 93/86 درصد به‌دست آمد. همچنین 52/73 درصد از COD پساب در نقطه بهینه کاهش یافت که نشان‌دهنده پتانسیل زیاد گرانول‌ها در تجزیه آلاینده و تبدیل آن به H₂O، CO₂، NO₂ و SO₂ بود. گرانول‌های تهیه شده پایداری زیادی داشت و در صورت بازیابی، قابلیت 8 بار استفاده در فرایند حذف آلاینده را داشت.</strong> https://www.wwjournal.ir/article_160217_f6ccc7f187bfc895ec51c19895125567.pdf