Decolorization of Direct Blue 71 Azo Dye with Sonocatalytic Oxidation

Abstract

In the study, degradation of Direct Blue 71 (DB71) belonging to azo dyestuff category by ultrasound (US) which is one of the advanced oxidation processes (AOP) accompanied by activated carbon and t-butanol was investigated at 20 kHz frequency. Sufficient decolorization could not be obtained with ultrasound alone. The color removal yields obtained by activated carbon for 100 mg L-1 DB71 dyestuffs and by t-butanol for 50 mg L-1 DB71 were 78.1% and 48.4%, respectively. In the hybrid study, the comparative experiments were carried out by addition H2O2 for DB71 dyestuff, and the highest color removal was 81.9% by US/AC/H2O2 combination for DB71 dyestuff concentration of 100 mg L-1. Consequently, it was found that activated carbon was more effective catalyst than tbutanol in decolarization of DB71 dyestuff with ultrasound

Keywords

• Ultrasound, decolorization, direct blue 71

Sonokatalitik Oksidasyon ile Direct Blue 71 Azo Boyasının Renk Giderimi

Abstract

Bu çalışmada azo grubuna ait Direct Blue 71 (DB71) boyar maddesinin ileri arıtım proses (İOP) yöntemlerinden olan ultrases (US) ile 20 kHz frekansta aktif karbon ve t-butanol ilave edilerek renk giderimi araştırılmıştır. Yalnız ultrases ile yapılan çalışmalarda yeterli verim elde edilememiştir. İlave edilen aktif karbon ile 100 mg L-1DB71 boyar maddesi için % 78.1, t-butanol ilavesi ile50 mg L-1 DB71 için ise % 48.4 renk giderim verimleri elde edilmiştir. DB71 boyar maddesi için yapılan hibrit çalışmasında ise H2O2 ilave edilerek karşılaştırmalı deneyler yapılmıştır. Bunun sonucunda ise 100 mg L-1 DB71 boyar maddesi için en yüksek renk giderimiUS/AC/H2O2 kombinasyonunda % 81.9 olarak bulunmuştur. Sonuç olarak ultrases ile DB71 boyar maddesinin renk gideriminde aktif karbonun t-butanol’a göre daha etkili bir katalizör olduğu görülmüştür

Keywords

• Ultrases, renk giderimi, direct blue 71

References

1. AlHamedi, F.H., Rauf, M.A., Salman Ashraf, S., 2009. Degradation studies of Rhodamine B in the presence of UV/H2O2. Desali- nation, 239: 159-166.
2. Behnajady, M.A., Modirshahla, N., Shokri, M., Vahid, B., 2009. Design equation with mathematical kinetic modeling for pho- tooxidative degradation of C.I. Acid Orange 7 in an annular continuous-flow photoreactor. Journal of Hazardous Materi- als, 165: 168-173.
3. Birgül, A., Kutlu, S., Solmaz, A., 2007. Tekstil endüstrisi atıksuları üzerinde ileri oksidasyon ve kimyasal arıtma prosesleri kulla- nılarak KOİ ve renk gideriminin araştırılması. Ekoloji, 15(62): 72-80.
4. Dai, Y., Li, F., Ge, F., Zhu, F., Wu, L., Yang, X., 2006. Mechanism of the enhanced degradation of pentachlorophenol by ultrasound in the presence of elemental iron. Journal of Hazardous Mate- rials, B137: 1424-1429.
5. Edecan, M.E., 2006. Kombine ultrases/aktif karbon kullanarak tekstil boyar maddesinin renk gideriminin modellenme- si ve optimizasyonu. Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,Yüksek Lisans Tezi (Basılmamış), Erzurum.
6. Elmorsi, T.M., Riyad, Y.M., Mohamed, Z.H., Abd El Bary, H.M.H., 2010.Decolorization of Mordant red 73 azo dye in water using H2O2/UV and photo-Fenton treatment. Journal of Hazardous Materials, 174: 352-358.
7. Ferreira-Leitao, V.S., Andrade de Carvalho, M.E., Bon, E.P.S., 2007. Lignin peroxidase efficiency for Methylene Blue de- colouration: Comparison to reported methods. Dyes and Pig- ments, 74: 230-236.
8. Gönder, Z.B., Barlas, H., 2005. Fenton prosesi ile renkli atıksular- dan renk ve KOİ giderimi. II. Mühendislik Bilimleri Genç Araştırmacılar Kongresi MBGAK İstanbul, 17-19.

9. Gül, Ş., Ozcan-Yıldırım, Ö., 2009. Degradation of Reactive Red 194 and Reactive Yellow 145 azo dyes by O3 and H2O2/UV-C processes. Chemical Engineering Journal, 155: 684-690.
10. Gupta, V.K., Suhas, 2009. Application of low-cost adsorbents for dye removal -A review. Journal of Environmental Manage- ment, 90: 2313-2342.
11. Guyer, G.T., Ince, N.H., 2011. Degradation of diclofenac in water by homogeneous and heterogeneous sonolysis. Ultrasonics Sonochemistry, 18: 114-119.
12. Hanay, Ö., Hasar, H., 2007. Fenton oksidasyon prosesi ile tekstil endüstrisi atıksuyunda renk giderimi. Fırat Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimler Dergisi, 19(4): 505-509.
13. Merouani, S., Hamdaoui, O., Saoudi, F., Chiha, M., 2010. Sonoche- mical degradation of Rhodamine B in aqueous phase: Effects of additives. Chemical Engineering Journal, 158: 550-557.
14. Saien, J., Soleymani, A.R., 2007. Degradation and mineralization of Direct Blue 71 in a circulating upflow reactor by UV/TiO2 process and employing a new method in kinetic study. Journal of Hazardous Materials, 144: 506-512.
15. Suslick, K.S., 1990. Sonochemistry. Science, 247: 1439-1445.
16. Thompson, L.H., Doraiswamy, L.K., 1999. Sonochemistry: Science and Engineering. Industrial and Engineering Chemistry Rese- arch, 38: 1215-1249.
17. Tunç, Ö., 2008. C.I. Reactive Orange 107 tekstil boyar maddesinin ultrasonik ve mikrobiyal gideriminin tekli ve ardışık sistem- lerde incelenmesi. Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Ens- titüsü, Ankara.
18. Vajnhandl, S., Le Marecha, A.M., 2007. Case study of the sonoche- mical decolouration of textile azo dye Reactive Black 5. Jour- nal of Hazardous Materials, 141: 329-335.
19. Xu, X.R., Li, H.B., Wang, W.H., Gu, J.D., 2004. Degradation of dyes in aqueous solutions by the Fenton process. Chemosp- here, 57: 595-600.
20. Zhang, H., Zhang, J., Zhang, C., Liu, F., Zhang, D., 2009. Degrada- tion of C.I. Acid Orange 7 by the advanced Fenton process in combination with ultrasonic irradiation. Ultrasonics Sonoche- mistry, 16: 325-330.