Photocatalytic degradation of Reactive Black 8 in UV/Ti02/H2 02 system: optimization and modeling using a response surface methodology (RSM)

• Autores: Mitra Mehrabani Zeinabad, Sayed Javid Royaee, Morteza Sohrabi
• Localización: Afinidad: Revista de química teórica y aplicada, ISSN 0001-9704, Vol. 70, Nº. 563, 2013, págs. 212-219
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Degradació fotocatalítica de Reactiu Negre 8 en el sistema UV/TiO2 /H2O2: optimització i modelització utilitzant una metodologia de superfície de resposta (RSM)
  • Degradación fotocatalítica de Reactivo Negro 8 en el sistema UV/TiO2 /H2O2: optimización y modelización utilizando una metodología de superficie de respuesta (RSM)
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Los colorantes reactivos azo son de los más utilizados en la industria textil. Sin embargo, estos compuestos son ambientalmente peligrosos y difíciles de tratar por métodos clásicos. En el presente estudio un fotoreactor discontinuo agitado y con un nuevo sistema de irradiación se utilizó para la decoloración de un colorante reactivo azo. Se investigaron los efectos de ciertos parámetros sobre la decoloración y la degradación de Reactivo Negro 8 C.I., incluyendo el colorante inicial, concentración de H2O2, cantidad de fotocatalizador y pH inicial en un sistema constituido por UV/TiO2/H2O2. El método Box-Behnken de diseño experimental estadístico, se utilizó para optimizar el proceso de decoloración. La eficiencia en la deco-loración aumenta con la disminución de la concentración inicial de colorante, con la adición de H2O2 hasta un valor óptimo, con el aumento de la cantidad de fotocatalizador y con los valores de pH originales (sin adición de productos de ajuste de pH). Los parámetros óptimos obtenidos para la decoloración de Reactivo Negros 8 son los siguientes: TiO2 1.59 g L-1, concentración de Reactivo Negro 8 = 34.65 ppm, pH = 5.5, concentración de H2O2 = 1.82 (relación estequiomé-trica). Utilizando estos parámetros óptimos se observó el 96.1% de decoloración y el 78.6% de degradación del colorante en solución en los 60 minutos de irradiación.

  • English

    Reactive azo dyes are among the most applicable dyes in textile industries. However, these compounds are environmentally hazardous and difficult to treat by classical methods. In the present study a batch stirred photoreactor with a novel irradiating setup was utilized for decolorization of a reactive azo dye. The effects of certain parameters including initial dye, H2O2 concentration, photocatalyst loading and initial pH in a system consisting of UV/TiO2/H2O2 on the decolorization and degradation of C.I. Reac-tive Black 8 were investigated. Box-Behnken method, a statistical experimental design method, has been used to optimize the decolorization process. Decolorization efficiency increases with decreasing initial dye concentration, addition of H2O2 up to an optimum value, increasing photocatalyst loading and at original pH values (containing no pH adjusting chemicals). The optimum parameters for decolorization of Reactive Black 8 are obtained as follows: TiO2 = 1.59 g L-1, Reactive Black 8 concentration =34.65 ppm, pH = 5.5, H2O2 concentration = 1.82 (stoichiometric ratio). By use of these optimum parameters 96.1% decolorization and 78.6% degradation of the dye in the solution was observed within 60 minutes irradiation.

  • català

    Els colorants reactius azo són dels més utilitzats en la indústria tèxtil. No obstant això, aquests compostos són ambientalment perillosos i difícils de tractar per mètodes clàssics. En el present estudi un fotoreactor discontinu agitat i amb un nou sistema d’irradiació es va utilitzar per la decoloració d’un colorant reactiu azo. Es van investigar els efectes de certs paràmetres sobre la decoloració i la degradació de Reactiu Negre 8 C.I., incloent el colorant inicial, la concentració d’H2O2, la quantitat de fotocatalitzador i el pH inicial en un sistema constituït per UV/TiO2/H2O2. El mètode Box-Behnken de disseny experimental estadístic, es va utilitzar per optimitzar el procés de de-coloració. L’eficiència en la decoloració augmenta amb la disminució de la concentració inicial de colorant, amb l’addició d’H2O2 fins a un valor òptim, amb l’augment de la quantitat de fotocatalitzador i amb els valors de pH ori-ginals (sense addició de productes d’ajustament de pH). Els paràmetres òptims obtinguts per a la decoloració de Reactiu Negre 8 són els següents: TiO2 =1.59 g L-1, concentració de Reactiu Negre 8 = 34.65 ppm, pH = 5.5, concentració d’H2O2 = 1.82 (relació estequiomètrica). Utilitzant aquests paràmetres òptims es va observar el 96.1% de decoloració i el 78.6% de degradació del colorant en solució en els 60 minuts d’irradiació.