مرکز پروژه ومقاله های علمی ومهندسی

چكيده

در اين تحقيق بر روي تجزيه فوتوشيميايي سولفانيليك اسيد در محلول‌هاي مائي كار شده است. اين ماده به مقادير قابل توجهي در صنعت بكار رفته و درصدي از آن وارد پساب مي‌شود. يك واكنشگاه دو جداره همراه با جريان چرخشي و با تابش بدون واسطه نورفرا بنفش استفاده و اطلاعات تجربي پس از تنظيم pH و دماي محلول حاصل شده است. پيشرفت واكنش با اندازه‌گيري غلظت توسط دستگاه اسپكتروفوتومتر فرا بنفش- مرئي تعقيب گرديده و اثر زمان تابش نيز مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد كه در pH حدود 4 بيشترين ميزان تجزيه حاصل مي‌شود. اين مقدار در حدود pH محلول بازاي غلظت اوليه ppm 10 مي‌باشد و يك زمان 30 دقيقه‌اي براي محو كامل اين ماده كافي است. كاهش قابل ملاحظه معيار COD و محو نوار‎هاي مربوط به پيوندهاي دو گانه كربن- كربن در طيف FT-IR مويد آنست كه معدني شدن مادهآلي(تبديل حلقه بنزني به دي اكسيد كربن و آب، تبديل گروه سولفيت به سولفات و تبديل گروه آمين به نيترات) انجام گرفته و اين روش براي كاربرد صنعتي مفيد است.

واژه‌هاي كليدي: تجزيه فوتوشيميايي، واكنشگاه با جريان چرخشي، سولفانيليك اسيد، COD

Photochemical Decomposition of Solutions Containing Sulfanilic Acid Using Direct UV Irradiation

Abstract

This investigation is concerned with photochemical degradation of sulfanilic acid. This substance is largely used in textile and dye industries, a part of which is discharged in the wastewater. A jacketed circulating reactor, equipped with direct imposed irradiation has been designed and used in this work. The concentrations of substrate have been determined using an ultraviolet-visible spectrophotometer. The experimental data has been obtained for each run after adjustment of pH and temperature of operation. The irradiation time has also been controlled. There is an optimal pH≈4 (close to substrate concentration of 10 ppm) for which the maximum conversion is obtained. A 30 min irradiation time, for example, was sufficient for complete removal of substrate with 10 ppm initial concentration. The significant decrease of COD and the significant removal of the carbon – carbon double bonds observed in the FT-IR spectrum indicate that the degradation is consistent with mineralizing of the organic substrate (conversion of benzene ring to carbon dioxide and water, conversion of sulfite group to sulfate and conversion of amine group to nitrate). The method of degradation of sulfanilic acid could therefore have useful industrial applications.

Keywords: Photochemical decomposition, Circulating reactor, Sulfanilic acid, COD

مقدمه

تصفيه فوتوشيميايي پسابها روشي موثر براي از بين بردن آلودگيهاست. به‎تازگي توجه ويژه‌اي به آلاينده‎هايآروماتيك و آليفاتيك محلول در پسابها معطوف شده است. در اين رابطه، فرآيندهاي اكسيداسيون پيشرفته (AOPs)، روش‌هايي براي تصفيه آب هستند كه سبب معدني شدن آلاينده‌هاي آلي بوسيله عوامل اكسيد‎كننده قوي مي‌گردند (1-3). يكي از سودمندترين اين روشها كه در تصفيه شيميايي، آلودگي ثانوي ايجاد نمي‌كند، تابش نورفرا بنفش به محلول حاوي مواد آلاينده است. استفاده از اكسيد كننده‌هاي موثري نظير آب اكسيژنه و اوزون نيز در اين فرآيند رايج بوده است، بعنوان مثال كاربرد اين روش براي تصفيه پساب داروسازي و باستناد معيار COD، توسط هر دو فرآيند H₂O_{2/UV وO3/UV انجام شده است (4).}

سولفانيليك اسيد در تهيه رنگها، در صنايع رنگرزي و بعنوان يك ماده حد واسط در تهيه تعدادي از رنگهاي آزو مصرف مي‌شود. همچنين در توليد برخي آفت‌كشها و مواد ساختماني نيز بكار مي‌رود. اين ماده بصورت پودر يا كريستال به رنگ سفيد، زرد يا خاكستري مايل به سفيد وجود دارد. فرمول ساختماني سولفانيليك اسيد در شكل يك ارايه شده است. سولفانيليك اسيد در آب سرد، الكل و اتر به مقدار كم حل مي‌شود. اما در آب گرم و اسيد كلريدريك غليظ محلول است. حلاليت اين ماده در ‏‏آب سرد، يك گرم در هر 100 ميلي ليتر آب است.

شكل1: فرمول گسترده سولفانيليك اسيد

سولفانيليك اسيد جزو تركيبات نسبتاً خطرناك است و براي كار با آن احتياط‎هاي لازم بكار مي‌رود. استنشاق اين تركيب موجب تحريك و سوزش مجاري تنفسي و سپس سرفه و عطسه مي‌شود. وجود اين ماده در دستگاه گوارش، باعث تهوع و اختلال در كار معده مي‌شود. ميزان سميت اين تركيب برابر LD_{50=12300 mg/kg است (5).}

اين ماده داراي مقاومت زياد زيست هضمي درون آب و زمين بوده......