آزمايش، برابر با 09/79? به دست آمد.
در شکل (3-65)، کروماتوگرام GC-MS حاصل از آزمايش (66-ز) نمايش داده شده است.
شکل (3-65)، کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمايش (66-ز)
(لازم به ذکر است آزمايش شماره (67-ز)، صرفاً به منظور بررسي ميزان توانايي نانوزئوليت فوجاسيت NaX به تنهايي بر راندمان فرآيند گوگردزدايي و نيز با هدف تعيين نوع فرآيند به کار گرفته شده در اين تحقيق، در پروسه حذف گوگرد انجام شده است.)
آزمايش 67-ز) مقدار 10 سي‌سي محلول ppmw100 گوگرد از ترکيب DBT در حلال دکان تهيه و به همراه 3/0 گرم نانوزئوليت فوجاسيت NaX سنتز شده و 2/0 سي‌سي اکسيدانت آب اکسيژنه 35? به مدت 4 ساعت هم‌زده مي‌شود. به منظور جداسازي زئوليت، نمونه با سرعت (rpm)10000 به مدت زمان 30 دقيقه سانتريفيوژ و جداسازي گرديد، سپس توسط دستگاه GC-MS مورد اندازه‌گيري قرار گرفت. طبق نتايج کمي به دست آمده از آناليز، ميزان درصد تبديل در اين آزمايش، برابر با 88/13? به دست آمد.
(لازم به ذکر است آزمايش شماره (68-ز)، به منظور تکميل نهايي فرآيند گوگردزدايي با فوتوکاتاليست TiO2(P25) و حذف ترکيب دي‌بنزوتيوفن سولفون توليد شده در نتيجه‌ي فرآيند تخريب فوتوکاتاليستي، جذب ترکيب مذکور، طي فرآيند جذب سطحي توسط نانوزئوليت NaX صورت گرفته است.)
آزمايش 68-ز)
بخش (I) : مقدار 20 سي‌سي محلول ppmw100 گوگرد از ترکيب DBT در حلال دکان تهيه و به همراه 4/1 گرم نانوفوتوکاتاليست TiO2(P25) و 4/0 سي‌سي اکسيدانت آب اکسيژنه 35? داخل سل کوارتزي مخلوط و در راکتور فوتوشيميايي به مدت 4 ساعت تحت تابش نور UV قرار گرفت. نمونه خروجي از راکتور به منظور جداسازي کاتاليست، با سرعت (rpm)10000 به مدت زمان 30 دقيقه سانتريفيوژ و جداسازي گرديد، سپس توسط دستگاه GC-MS مورد اندازه‌گيري قرار گرفت. طبق نتايج کمي به دست آمده از آناليز، ميزان درصد تبديل در اين آزمايش، برابر با 100? به دست آمد.
در شکل (3-66)، کروماتوگرام GC-MS حاصل از آزمايش (68-ز)، بخش (I) نمايش داده شده است.
شکل (3-66)، کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمايش (68-ز)، بخش (I)
بخش (II) : همان‌طور که در کروماتوگرام مربوط به آزمايش (68-ز) ، بخش (I) مشاهده مي‌شود، پيک مربوط به ترکيب DBT کاملاً از بين رفته و به صورت پيک سولفون ظاهر شده است. در اين بخش به منظور حذف کامل گوگرد از محيط، مقدار 10 سي‌سي از نمونه حاصل شده از بخش (I) به همراه 3/0 گرم نانوزئوليت فوجاسيت NaX سنتز شده به مدت 4 ساعت هم‌زده مي‌شود سپس به منظور جداسازي، با سرعت (rpm)10000 به مدت زمان 30 دقيقه سانتريفيوژ و توسط دستگاه GC-MS مورد اندازه‌گيري قرار گرفت. طبق نتايج کمي به دست آمده از آناليز، ميزان درصد تبديل در اين آزمايش، برابر با 52/92? به دست آمد.
در شکل (3-67)، کروماتوگرام GC-MS حاصل از آزمايش (68-ز)، بخش (II) نمايش داده شده است.
شکل (3-67)، کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمايش (68-ز)، بخش (II)
3-12. مطالعه‌ي سينتيک فرآيند :
با بررسي يک سري از فرآيندها در حذف آلاينده‌ها از محيط، کوشش‌هايي در جهت توجيه مکانيسم آنها انجام گرفته که نتايج اين بررسي‌ها در سال‌هاي اخير به صورت مدل‌هاي سينتيکي متعددي ارائه شده است که در ادامه به برخي از آنها اشاره خواهد شد. داده‌هاي سينتيکي با در نظر گرفتن روند تغيير خواص شيميايي يک ماده در طي زمان، سرعت اين تغييرات را مورد بررسي قرار مي‌دهند. از آنجاييکه تعادل شيميايي عبارت است از موازنه‌ي بين سرعت‌هاي رفت و برگشت واکنش، مفهوم ثابت تعادل هم از مفاهيم سينتيکي ناشي مي‌شود بر اين اساس با استفاده از اندازه‌گيري‌هاي سينتيکي مي‌توان ثابت‌هاي سرعت و انرژي فعال‌سازي را تعيين نمود.
معادلات سرعت شبه مرتبه‌ي اول123 :
1) معادله لاگرگرن124 :
لاگرگرن با بررسي سيستم‌هاي جذبي مايع-جامد، معادله‌ي سرعت شبه مرتبه‌ي اول خود را به صورت زير ارائه داد :
(3-1) Ln (qe-qt) = Ln qe – k1t
qe و qt به ترتيب عبارت‌اند از مقدار جرم تخريب شده به ازاي واحد جرم کاتاليست در حالت تعادل و در زمان t، k1 ثابت سرعت شبه مرتبه اول است. از رسم نمودار Ln (qe-qt) برحسب t، خطي با عرض از مبدأ (Ln qe) و شيب خط (-k1) به دست مي‌آيد. بنابراين مقادير qe و ثابت سرعت واکنش شبه مرتبه‌ي اول (k1) با استفاده از نمودار تخمين زده مي‌شود.
2) معادله‌ي الوويچ125 :
معادله‌ي الوويچ معادله‌ي سرعت ديگري است که بر اساس ظرفيت جاذب (کاتاليست) ارائه شده است، معادله‌ي الوويچ معمولاً براي تعيين سينتيک جذب شيميايي مايعات روي جامدات، کاربرد دارد که به صورت زير ارائه مي‌گردد :
(3-2) qt = 1/? Ln(??) + 1/? Ln(t)
از رسم نمودار qt برحسب Ln(t)، خطي با عرض از مبدأ 1/? Ln(??) و شيب خط 1/? به دست مي‌آيد. بنابراين مقادير ? و ? که به ترتيب برابر با سرعت اوليه‌ي فرآيند (mol.g-1 min-1) و ثابت سرعت دفع (g.mol-1) در طول آزمايش مي‌باشند، با استفاده از نمودار تخمين زده مي‌شوند.
معادلات شبه مرتبه‌ي دوم126 :
3) معادله‌ي بلانچارد127 :
در سال 1984 بلانچارد اولين بار يک معادله‌ي سرعت شبه مرتبه‌ي دوم را براي واکنش‌هاي تبادل يوني به صورت زير گزارش نمود :
(3-3) 1/(qe-qt) = 1/qe + k2t
از رسم نمودار1/(qe-qt) بر حسب t، خطي با عرض از مبدأ 1/qe و شيب خط k2 به دست مي‌آيد. بنابراين مقادير qe و ثابت سرعت شبه مرتبه‌ي دوم (k2) با استفاده از نمودار تخمين زده مي‌شود. مدل سينتيکي شبه مرتبه دوم در بررسي سينتيک جذب سطحي از محلول‌هاي مايع کاربردهاي وسيعي داشته است.
به منظور بررسي سينتيک واکنش تخريب فوتوکاتاليستي در فرآيند گوگردزدايي، چندين داده‌ي غلظت بر حسب زمان مورد نياز است تا بتوان معادلات مختلف سينتيکي را بررسي نمود. بدين منظور مطالعات سينتيکي با شرايط آزمايش بهينه که در آزمايش شماره (63-ه)، آورده شده صورت مي‌پذيرد، با اين تفاوت که بايد در بازه‌هاي زماني مختلف از محلول در حال تخريب نمونه‌گيري انجام شود اما چون در هنگام بررسي سينتيک واکنش بايستي حجم محلول اوليه ثابت بماند، لذا در آزمايش‌هاي سينتيکي شماره 69 تا 73 نمونه مورد نظر به ترتيب در زمان‌هاي 50 دقيقه، 100 دقيقه، 150 دقيقه، 200 دقيقه و 250 دقيقه تحت تابش‌دهي قرار مي‌گيرد. با توجه به نتايج به دست آمده در آزمايش‌هاي توصيف شده، بهترين فوتوکاتاليست در فرآيند گوگردزدايي با توجه به راندمان تخريب گوگرد، فوتوکاتاليست Pcat(29) تعيين مي‌شود. از اين رو آزمايش‌هاي سينتيکي شماره 69 تا 73 با فوتوکاتاليست Pcat(29) انجام شد :
آزمايش شماره‌ي (69) : مقدار 10 سي‌سي محلول ppmw100 گوگرد از ترکيب DBT در حلال دکان تهيه و به همراه 5/0 گرم فوتوکاتاليست Pcat(29) و 2/0 سي‌سي اکسيدانت آب اکسيژنه 35? داخل سل کوارتزي مخلوط و در راکتور فوتوشيميايي به مدت 50 دقيقه تحت تابش نور زنون قرار گرفت. نمونه خروجي از راکتور به منظور جداسازي کاتاليست، با سرعت (rpm)10000 به مدت زمان 30 دقيقه سانتريفيوژ و جداسازي گرديد، سپس توسط دستگاه GC-MS مورد اندازه‌گيري قرار گرفت. طبق نتايج کمي به دست آمده از آناليز، ميزان درصد تبديل در اين آزمايش، برابر با 28/80? به دست آمد.
آزمايش شماره‌ي (70) : مقدار 10 سي‌سي محلول ppmw100 گوگرد از ترکيب DBT در حلال دکان تهيه و به همراه 5/0 گرم فوتوکاتاليست Pcat(29) و 2/0 سي‌سي اکسيدانت آب اکسيژنه 35? داخل سل کوارتزي مخلوط و در راکتور فوتوشيميايي به مدت 100 دقيقه تحت تابش نور زنون قرار گرفت. نمونه خروجي از راکتور به منظور جداسازي کاتاليست، با سرعت (rpm)10000 به مدت زمان 30 دقيقه سانتريفيوژ و جداسازي گرديد، سپس توسط دستگاه GC-MS مورد اندازه‌گيري قرار گرفت. طبق نتايج کمي به دست آمده از آناليز، ميزان درصد تبديل در اين آزمايش، برابر با 57/98? به دست آمد.
آزمايش شماره‌ي (71) : مقدار 10 سي‌سي محلول ppmw100 گوگرد از ترکيب DBT در حلال دکان تهيه و به همراه 5/0 گرم فوتوکاتاليست Pcat(29) و 2/0 سي‌سي اکسيدانت آب اکسيژنه 35? داخل سل کوارتزي مخلوط و در راکتور فوتوشيميايي به مدت 150 دقيقه تحت تابش نور زنون قرار گرفت. نمونه خروجي از راکتور به منظور جداسازي کاتاليست، با سرعت (rpm)10000 به مدت زمان 30 دقيقه سانتريفيوژ و جداسازي گرديد، سپس توسط دستگاه GC-MS مورد اندازه‌گيري قرار گرفت. طبق نتايج کمي به دست آمده از آناليز، ميزان درصد تبديل در اين آزمايش، برابر با 59/99? به دست آمد.
آزمايش شماره‌ي (72) : مقدار 10 سي‌سي محلول ppmw100 گوگرد از ترکيب DBT در حلال دکان تهيه و به همراه 5/0 گرم فوتوکاتاليست Pcat(29) و 2/0 سي‌سي اکسيدانت آب اکسيژنه 35? داخل سل کوارتزي مخلوط و در راکتور فوتوشيميايي به مدت 200 دقيقه تحت تابش نور زنون قرار گرفت. نمونه خروجي از راکتور به منظور جداسازي کاتاليست، با سرعت (rpm)10000 به مدت زمان 30 دقيقه سانتريفيوژ و جداسازي گرديد، سپس توسط دستگاه GC-MS مورد اندازه‌گيري قرار گرفت. طبق نتايج کمي به دست آمده از آناليز، ميزان درصد تبديل در اين آزمايش، برابر با 98/99? به دست آمد.
آزمايش شماره‌ي (73) : مقدار 10 سي‌سي محلول ppmw100 گوگرد از ترکيب DBT در حلال دکان تهيه و به همراه 5/0 گرم فوتوکاتاليست Pcat(29) و 2/0 سي‌سي اکسيدانت آب اکسيژنه 35? داخل سل کوارتزي مخلوط و در راکتور فوتوشيميايي به مدت 250 دقيقه تحت تابش نور زنون قرار گرفت. نمونه خروجي از راکتور به م
