• nm) 549(

شکل (۴-۹) بررسی اثر PH روی درصد تخریب فوتوکاتالیزوری رنگ رودامین B
(غلظت آلاینده mg/L20، فوتوکاتالیزور mg7=ZnO و mM3= K2S2O8و زمان تابش ۳۳۰ دقیقه)
۴-۳-۵ نتایج بررسی اثرات زمان تابش
جهت بررسی اثر زمان تابش آزمایشاتی مطابق با روش (۳-۶-۵) انجام شد. نتایج آزمایشات در شکل (۴-۱۰) و (۴-۱۱) بیانگراینمطلباستکهباافزایشزمانتابش، جذب رنگ در nm354 و ۵۴۹ λmax= های کاهش می یابد. با توجه به این دو شکلعمل تخریب آلاینده در اثر واکنش با سطح فتوکاتالیست رخ می دهد و همین طور حضور O₂ و H₂Oلازمه تخریب فوتوکاتالیزوری می باشد. مکانیزم عمل آن ها بدین صورت است که در اثر برخورد نورUV به سطح فوتوکاتالیزورZnO مطابق واکنش های ( ۱-۲۱) تا (۱-۲۷) موجب ایجاد جفت پرانرژی الکترون / حفره می شود. اکسیژن جذب شده روی سطح ZnO نیز با به دام انداختن الکترون از ترکیب مجدد الکترون ـ حفره جلوگیری می کند و منجر به تشکیل رادیکال آنیونی سوپر اکسید می شود و همین طور H₂O و OH^- جذب شده در سطح ZnO نیز در اثر واکنش با حفره های ایجاد شده منجر به تشکیل رادیکال های قوی و اکسنده  می شود.
حضور  و  به عنوان اکسنده های اولیه در فرایند تخریب فوتوکاتالیزوری ناهمگن بسیار مورد قبول می باشد.
رادیکال قوی و اکسنده  که از طریق H₂O و اسیدهای معدنی جذب شده روی سطح ZnO حاصل شده قدرت کافی برای تخریب کامل رنگ را دارا می باشد. مطابق شکل (۴-۱۰) در زمان های بالاتر از ۳۰۰ دقیقه تنها مقدار کمی افزایش در درصد تخریب مشاهده می شود و بررسی درصد تخریب در زمان تابش ۴۲۰ دقیقه بیانگر ثابت شدن درصد تخریب رنگ مورد نظر می باشد. بنابراین زمان بهینه برای فوتوکاتالیزور ZnO/C,N,S بدون حضور عامل اکسنده، ۷ ساعت با درصد تخریب۴۹% و ۶۲% بترتیب در طول موج های nm 354و ۵۴۹ می باشد.

شکل (۴-۱۰) بررسی اثر زمان تابش روی درصد تخریب رنگ رودامین B بدون حضور اکسنده،
شرایط واکنش (غلظت آلاینده mg/L20، فوتوکاتالیزور mg7=ZnO و ۹= PH)
شکل(۴-۱۱) افزایش درصد تخریب رنگ را در حضور عامل اکسنده پتاسیم پراکسو دی سولفات نسبت به افزایش زمان تابش نشان می دهد و بیانگر این است که علاوه بر مکانیزم فوق الذکر حضور پتاسیم پراکسو دی سولفات سبب شتاب دادن به واکنش تخریب شده و زمان بهینه را برای ZnO از۷ ساعت به ۵ ساعت کاهش می دهد. مکانیزم عمل آن مطابق واکنش های (۴-۷) تا (۴-۱۲)در قسمت اثر اکسنده K₂S₂O₈بیان شده است.
در زمان بالاتر از ۱۵۰ دقیقه افزایش در درصد تخریب کندتر می شود. واضح است که میزان تخریب ، با افزایش زمان تابش افزایش می یابد، اما با افزایش مدت تابش سرعت تخریب کاهش می یابد.
علت این امر شاید به دلیل برقراری سنتیک شبه مرتبه اول است. به علاوه بین رنگ و ترکیبات حد واسط برای جایگیری روی سطح کاتالیست رقابت وجود دارد و حضور مولکول های آلی کوچک تشکیل شده در اثر افزایش زمان تابش که بر سطح فوتوکاتالیزور جذب شده و تولید  یا  (زمانی که K₂S₂O₈در محیط وجود دارد) که مؤثر برای حمله به رنگ رودامین Bو شتاب دهنده به عمل تخریب بود را کاهش داده بدین ترتیب سبب ثابت شدن درصد تخریب می شوند.
(شکل۴-۱۱) بررسی اثر زمان تابش روی درصد تخریب رودامین B در حضور اکسنده،
شرایط واکنش (غلظت آلاینده mg/L20، فوتوکاتالیزور mg7=ZnO ، mM3=[K2S2O8] و ۹= PH)
۴-۳-۶ نتایج بررسی اثر حضور و مقدار کاتالیزور
جهت بررسی اثرحضور و مقدار کاتالیزور در تخریب رنگ آزمایشاتی مطابق با روش (۳-۶-۶) انجام شد. در مرحله اول به منظور درک این نکته که حضور فوتوکاتالیزور عامل اصلی در تخریب است یا فقط عامل بهبود دهنده در انجام واکنش نمونه رنگی یک بار در حضور فوتوکاتالیزورZnO و بار دیگر در غیاب آن تحت تابش دهی قرار گرفتند. آزمونهای انجام شده به طور واضح نشان دادند که حضور فوتوکاتالیزور یک عامل اساسی برای انجام واکنش فوتوکاتالیزوری است. نتایج حاصل از این قسمت در دو طول موج بررسی شده در شکل (۴-۱۲) نشان داده شده است.

• nm) 354 (

• nm) 549 (

شکل )۴-۱۲ (اثر حضور فوتوکاتالیزورZnO/C,N,S (غلظت آلاینده mg/L20)
مطابق شکل) ۴-۱۲) با مقایسه درصد تخریب در سیستم های UV به تنهایی،  ،  و  درمییابیم که حضورفوتوکاتالیزور یک عامل اساسی برای انجام واکنش فوتوکاتالیزوری است.
همان طوری که در بخش اول بیان شد، مطابق واکنش های (۱-۲۱) تا (۱-۲۷) در اثر تابش نور UV به سطح ZnO با باند گپ ev2/3 سبب ایجاد جفت پر انرژی الکترون ـ حفره می شود که حفره با قدرت اکسید کنندگی بالا به آسانی با مولکول های آلاینده برخورد کرده و سبب تخریب کامل آنها می گردد و همین طور رنگ های جذب شده بر سطح فوتوکاتالیزور به ترتیب واکنش های اکسایشی و کاهشی در اثر برخورد با حفره و الکترون ایجاد شده انجام می دهند.
در مرحله دوم جهت دست یابی به مقدار بهینه از فوتوکاتالیست های اکسیدروی آلاییده با C,N,S، مقادیر مختلف آنها به طور جداگانه مورد سنجش قرار گرفتند. نتایج این قسمت در شکل (۴-۱۳) نشان داده شده است.
نتیجه آزمایشها نشان دادند که با افزایش مقدار فوتوکاتالیست سرعت فرایند تخریب افزایش می یابد. با این وجود افزایش میزان تخریب با افزایش مقدار کاتالیزور رابطه مستقیم ندارد، به طوریکه از مقدار خاصی از فوتوکاتالیزور شاهد ثابت شدن و حتی کاهش درمیزان تخریب هستیم.
در توضیح آن می توان گفت که در ابتدا با افزایش مقدار فوتوکاتالیست جفت های حفره/ الکترون با سرعت زیاد و به مقدار بیشتر تشکیل می شوند که عوامل پیش برنده فرایند تخریب هستند. در ادامه با افزایش مقدار فوتوکاتالیزور احتمال باز ترکیب حفره/ الکترون از یک طرف و احتمال کاهش میزان نفوذ نور فرابنفش به سایت های فعال از سوی دیگر منجر به کاهش سرعت و میزان تخریب می شوند .
شکل(۴-۱۳) اثر مقدار فوتوکاتالیزورZnO روی درصد تخریب تخریب رنگ رودامین B بعد از ۳۳۰ دقیقه تابش،
شرایط واکنش(غلظت آلاینده mg/L20، غلظت اکسنده mM3=K2S2O8 و ۹= PH)
۴-۳-۷ نتایج بررسی اثر غلظت رنگ
جهت بررسی اثر غلظت رنگ در فرایند تخریب فوتوکاتالیزوری آزمایشاتی مطابق روشی که در بخش (۳-۶-۷) ذکر شده است استفاده شد. نتایج آزمایشات نشان دادند که سرعت و راندمان فرایند تخریب، با افزایش غلظت رنگ کاهش می یابد. گمان می رود که در غلظتهای بالای رنگ، به دلیل اشغال مواضع فعال سطح کاتالیزور تولید رادیکال های  ، کاهش می یابد. عامل اصلی در فرایند تخریب فوتوشیمیایی تولید رادیکالهای هیدروکسیل و برخورد مؤثر آنها با مولکولهای رنگ است. با افزایش غلظت رنگ، پرتوهای نور فرابنفش که در محیط منتشر شده اند، توسط مولکولهای رنگ جذب می شوند و به سطح نیمه رسانا نمی رسد.
به این ترتیب هم سرعت تولید رادیکالهای هیدروکسیل و هم احتمال برخورد بین آنها و مولکولهای رنگ کاهش می یابد. کاهش در سرعت واکنش در چنین شرایط قابل انتظار است. نتایج بدست آمده در شکل (۴-۱۴) نشان داده شده است.

• nm) 354 (

nm)549 (
شکل (۴-۱۴) بررسی اثر غلظت آلاینده روی درصد تخریب رنگ رودامین B نسبت به زمان،
شرایط واکنش (مقدار فوتوکاتالیزور mg7=ZnO، غلظت اکسنده mM3=K2S2O8 و ۹=PH)
۴-۳-۸ نتایج بررسی اثر سرعت چرخش دور مگنت
بررسی اثر سرعت چرخش دو مگنت بر طبق روشی که در بخش (۳-۶-۸) ذکر گردید انجام شد. همانطور که در شکل (۴-۱۵) نشان داده شده است، هرچه سرعت چرخش مگنت بیشتر شود، تعداد و شدت برخورد بین آلاینده با سطوح فعال کاتالیزور بیشتر شده بدین ترتیب این عامل مؤثر در تسریع فرایند تخریب فوتوکاتالیزوری می باشد.
شکل (۴-۱۵) تأثیر سرعت چرخش مگنت روی درصد تخریب رنگ رودامین B بعد از ۳۳۰ دقیقه تابش،
شرایط واکنش (غلظت آلاینده mg/L20، مقدار فوتوکاتالیزور mg7=ZnO، ۹=PH، غلظت اکسنده mM3=( K2S2O8
۴-۳-۹ نتایج بررسی اثر یون های معدنی
جهت بررسی اثر نمکهای معدنی بر روی تخریب داروی بتامتازون سدیم فسفات، آزمایشاتی مطابق با روش (۳-۶-۹) انجام شد.
وجود یونهای معدنی موجود در پساب های صنعتی حاوی رنگ، امری عادی است. عموماً پسابها شامل مخلوطی از آلاینده ها، حلال ها و مواد آلی می باشند. این مواد می توانند در اشغال مواضع فعال سطح ZnO با هم رقابت نموده و با غیر فعال سازی سطح ZnO سرعت تخریب رنگ را کاهش دهند. ضمناً این مواد ممکن است به عنوان غربال های نوری عمل نمایند و مانع از جذب فوتون ها توسط کاتالیزور شوند.
نتایج آزمایش ها در شکل (۴-۱۶) نشان داده شده است، همان طور که در شکل دیده می شود تأثیر آنیون ها روی درصد تخریب رودامین Bدر حضور فوتوکاتالیزور به صورت زیر خواهد بود.
Cl^->SO₄^2->CO₃^2->NO₂^-
شکل (۴-۱۶) تأثیر حضور آنیون ها روی درصد تخریب رنگ رودامین B بعد از ۳۳۰ دقیقه تابش ،
شرایط واکنش (غلظت آلاینده mg/L20، مقدار فوتوکاتالیزور mg7=ZnO، غلظت اکسنده mM3=K2S2O8 و ۹= PH و چرخش دور مگنت: rpm80 و غلظت آنیون ها: M1/0).