چکیده: در این تحقیق، از فرآیند اکسایش پیشرفته هیبریدی (ترکیبی) و عملکرد همزمان و اثر هم افزایی اکسنده‌های قوی و مؤثر پریدات، پرسولفات و نانوکاتالیزورهای غیرسمی و مؤثر تیتانیوم دی اکسید (TiO2) و اسپینل‌های دو و سه فلزی اکسید فریت سنتز شده (Fe3O4، CuFe2O4، ZnFe2O4 و ZnCuFeO4) در حضور منابع تابشی مختلف نور مرئی، نور خورشید و تابش های فرابنفش (UV-A و UV-C) برای تخریب و معدنی‌سازی سموم پرخطر، ماندگار و پرمصرف پاراکوات و پیریمیکارب استفاده شد. در هر بخش، منبع تابش براساس چگونگی فعالسازی اکسنده ها و باند گپ نانوذرات انتخاب شد تا کمترین مقدار انرژی الکتریکی مصرف شود. عواملی که در فرآیند اکسایش پیشرفته مؤثر هستند مانند توان و طول موج منبع تابش، مدت زمان تابش دهی، دما، مقدار اولیه آلاینده (در این تحقیق سم پاراکوات و پیریمیکارب)، pH اولیه محلول، مقدار کاتالیزور و مقدار اکسنده مصرفی بر بازده فرآیند تخریب و معدنی‌سازی، انرژی مصرفی الکتریکی و سینتیک فرآیند تخریب بررسی شدند. همچنین، برای بهینه سازی اثر متغیرهای مؤثر بر فرآیند تخریب و مدل سازی فرآیند های تخریب از طراحی آزمایش سطح پاسخ (RSM) به روش طراحی مرکب مرکزی (CCD) استفاده شد. برای تعیین غلظت اولیه سم و میزان تخریب این آلاینده از دستگاه اسپکتروفوتومتر UV-Vis و برای تعیین مقدار معدنی شدن آن‌ها از دستگاه TOC (آنالیز کل کربن آلی) استفاده گردید. در بخش اول این تحقیق، از منبع تابش UV-C برای فعالسازی نانوذرات TiO2 و اکسنده‌های پریدات و پرسولفات با هدف تخریب و معدنی‌سازی 400 میلی‌لیتر سم پاراکوات با غلظت اولیه mg L-1 30 استفاده گردید. نرم افزار طراحی آزمایش، مدل درجه دوم را برای هر دو فرآیند اکسایش پیشرفته هیبریدی پریدات/ نانوذرات TiO2/ تابشUV-C و پرسولفات/ نانوذرات TiO2/ تابشUV-C پیشنهاد داد. طبق این مدل های پیشنهادی، در فرآیند اول به ترتیب، مقادیر بهینه پریدات و نانوذرات TiO2 و pH اولیه محلول پاراکوات، برابر mg L-1 90، mg L-1 125 و 5/6 در دمای 25 درجه سانتی گراد و طی مدت زمان 40 دقیقه به دست آمد که تحت این شرایط، مقدار تجربی درصد تخریب این سم برابر % 90 حاصل شد. برای فرآیند دوم در دمای 25 درجه سانتی گراد و طی مدت زمان 40 دقیقه، به ترتیب، مقادیر بهینه پرسولفات، نانوذرات TiO2 و pH اولیه محلول پاراکوات، برابر mg L-1 400، mg L-1 150 و 3/6 به دست آمد که تحت این شرایط نیز مقدار تجربی درصد تخریب این سم برابر % 77 حاصل شد. تحت شرایط بهینه در دمای 25 درجه سانتی گراد، مقدار معدنی‌شدن پاراکوات برای فرآیند اول طی مدت زمان 40 دقیقه حدود 55 درصد و برای فرآیند دوم حدود 32 درصد حاصل گردید. سینتیک واکنش تخریب پاراکوات برای هر دو فرآیند طی مدت زمان 60 دقیقه شبه درجه اول به دست آمد و مقدار ثابت سرعت برای هر دو فرآیند به ترتیب 0542/0 و min-1 0445/0 حاصل شد. همچنین انرژی الکتریکی برای انجام این فرآیندها طی مدت زمان 60 دقیقه (1 ساعت) به ترتیب حدود 266 و kWh m-3 324 مصرف شد. در بخش دوم این تحقیق، از منبع تابش UV-C برای فعالسازی نانوذرات TiO2 و اکسنده‌های پریدات و پرسولفات با هدف تخریب و معدنی‌سازی 400 میلی‌لیتر سم پیریمیکارب با غلظت mg L-1 30 استفاده شد. نرم افزار طراحی آزمایش مدل درجه دوم را برای فرآیندهای اکسایش هیبریدی پریدات/ نانوذرات TiO2/ تابشUV-C و پرسولفات/ نانوذرات TiO2/ تابش UV-C پیشنهاد داد. طبق این مدل های پیشنهادی، در دمای 25 درجه سانتی گراد و طی مدت زمان 10 دقیقه در فرآیند اول به ترتیب، مقادیر بهینه پریدات و نانوذرات و pH اولیه محلول پیریمیکارب، برابر mg L-1 30، mg L-1 74 و 5/6 حاصل شدند که تحت این شرایط، مقدار تجربی درصد تخریب این سم برابر % 85 به دست آمد. برای فرآیند دوم، به ترتیب، مقادیر بهینه پرسولفات، نانوذرات TiO2 و pH اولیه محلول پیریمیکارب، برابر mg L-1 30، mg L-1 79 و 8 حاصل گردید که تحت این شرایط نیز مقدار تجربی درصد تخریب این سم برابر % 86 به دست آمد. همچنین، در شرایط بهینه و دمای 25 درجه سانتی گراد، مقدار معدنی‌شدن پیریمیکارب برای فرآیند اول طی مدت زمان 60 دقیقه حدود 46 درصد و برای فرآیند دوم حدود 35 درصد حاصل گردید. سینتیک واکنش تخریب پیریمیکارب برای هر دو فرآیند طی مدت زمان 60 دقیقه شبه درجه اول شد و مقدار ثابت سرعت برای هر دو فرآیند به ترتیب 1483/0 و min-1 1152/0 حاصل شد. انرژی الکتریکی برای این فرآیندها طی مدت زمان 60 دقیقه به ترتیب حدود 125 و kWh m-3 97 مصرف شد. در بخش سوم این تحقیق، ابتدا نانوذرات Fe3O4، ZnFe2O4، CuFe2O4 و ZnCuFeO4 سنتز شدند و سپس، شیوه فعالسازی آن‌ها مطالعه و بررسی شد. برای فعالسازی نانوذرات CuFe2O4 و ZnCuFeO4 و اکسنده پریدات از تابش UV-C و برای فعالسازی نانوذرات Fe3O4 و ZnFe2O4 و اکسنده پرسولفات از تابش های مرئی و نورخورشید به عنوان منبع تابش اصلی با هدف تخریب و معدنی‌سازی 400 میلی‌لیتر سم پاراکوات با غلظت mg L-1 30 استفاده شدند. در نهایت، فرآیند اکسایش پیشرفته هیبریدی پرسولفات/ نانوذرات ZnFe2O4/ تابش مرئی انتخاب و فاکتورهای مؤثر بر آن بهینه شدند. نرم افزار طراحی آزمایش مدل درجه دوم را برای این فرآیند پیشنهاد داد که طبق این مدل پیشنهادی، مقادیر بهینه پرسولفات و نانوذرات و pH اولیه محلول پاراکوات در دمای 25 درجه سانتی گراد و طی مدت زمان 4 ساعت، به ترتیب برابر mg L-1 537، mg L-1 501 و 8/6 به دست آمدند که تحت این شرایط، مقدار تجربی درصد تخریب این سم برابر % 64 و مقدار معدنی‌شدن آن حدود 63 درصد حاصل شد. همچنین، در شرایط بهینه، سینتیک واکنش تخریب پاراکوات شبه درجه اول با مقدار ثابت سرعت h-1 2378/0 و حاصل گردید و انرژی الکتریکی برای این فرآیند طی مدت زمان 60 دقیقه حدود kWh m-3 55/60 مصرف شد.