بررسی تجزیه فوتوکاتالیزوری به کمک امواج فراصوت ماده استایرن آکریلیک اسید کوپلیمر و بدست آوردن شرایط بهینه آن

پلیمرهای محلول در آب به واسطه طیف گسترده کاربردهایشان در صنعت دارای تنوع گوناگونی می باشند. با افزایش مصرف این پلیمرهای سنتزی، در حین تولید و استفاده ازآن ها مقادیر زیادی پساب، حاوی این مواد پلیمری به وجود می آید. اغلب این مواد توانایی تخریب بیولوژیکی نداشته و یا برای میکروارگانیسم ها سمی هستند و می توانند دوره های نیمه عمر طولانی در محیط داشته باشند. تخریب پلیمرها می تواند با به کاربردن حرارت، نور، مواد شیمیایی، و امواج فراصوت صورت گیرد. دی اکسید تیتانیم به عنوان یک ماده فتوکاتالیزوری مناسب، در معرض تابش پرتو فرابنفش، بسیاری از مواد آلی را تحت واکنش های اکسایشی (در بعضی موارد واکنش های احیایی) تا مرحله معدنی شدن کامل تخریب می نماید. ضمناً محققین با استفاده از فرایند سونوفوتوکاتالیزوری بررسی های زیادی را با هدف آلودگی زدایی از آب و تخریب مستقیم آلاینده ها انجام دادند. این فرایندها بدون نیاز به شرایط فیزیکی خاص، با کاهش زمان واکنش و میزان مصرف مواد شیمیایی، در جایگاه بسیار مناسبی قرار گرفته اند. استایرن آکریلیک اسید کوپلیمر (saac) یکی از پلیمرهای محلول در آب با میزان مصرف بسیار بالا می باشد. در این تحقیق تخریب (saac) در دو فرایند فوتوکاتالیزوری و سونوفوتوکاتالیزوری مورد مطالعه قرار می گیرد. یک واکنشگاه استوانه ای از جنس استیل با ظرفیت 25/1 لیتر و مجهز به یک لامپ فرابنفش با توان w 250 مورد استفاده قرار گرفته است. برای تولید امواج فراصوت در واکنشگاه یک مبدل فراصوت در کف واکنشگاه قرار داده شد. تابش امواج فراصوت (با فرکانس khz28 و توان w 50) در ناحیه پیش- حفره زایی برای افزایش راندمان تخریب (saac) در محیط آبی به همراه ذرات فوتوکاتالیزوری دی اکسید تیتانیم به کار برده شد. تاثیر پارامترهای عملیاتی مانند غلظت کاتالیزور،ph ، دما به دقت مورد مطالعه قرار گرفت و نقش گونه های فعال تمیز داده شد. با استفاده از فرایند سونوفوتوکاتالیزوری، در غلظت اولیه 30 میلی گرم بر لیتر از(saac) و 30 میلی گرم بر لیتر از فوتوکاتالیزور، تحت شرایط ملایم به کار رفته برای دما ( oc25) و ph طبیعی محلول (26/5)، درصد تبدیل تخریب و معدنی شدن در مدت زمان یک ساعت به ترتیب 96 و 91 درصد بدست آمد. این بازده های فرایند چند برابر مقداری است که از فرایند فوتوکاتالیزوری تنها حاصل می شود. مطالعات سینتیکی بر پایه دو مدل لنگمایر- هنشلوود و مدل توانی به اضافه نتایج بدست آمده در بخش تعیین نقش گونه های فعال نشان می دهد که برای فرایند سونوفوتوکاتالیزوری مسیر غالب در تخریب ماده از طریق زوج ردوکس الکترون – حفره بر روی سطح ذرات دی اکسید تیتانیم بوده در حالی که برای فرایند فوتوکاتالیزوری از طریق رادیکال های هیدروکسیل در توده محلول انجام می شود.