ساخت و بررسي نانو فوتوكاتاليست هاي بر مبناي تيتانيا جهت تخريب آلاينده هاي آلي آب

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش، ابتدا نانوفوتوكاتاليست تيتانيا-سيليكا به روش تلقيح مرطوب سنتز شد. به¬منظور بهبود فعاليت فوتوكاتاليستي آن از اكسيد فلزات تنگستن و بيسموت كه با روش تلقيح¬ مرطوب بر¬روي تيتانيا-سيليكا نشانده شدند، به¬عنوان ارتقادهنده بهره گرفته شد. حضور ارتقا¬دهنده¬هاي اكسيد فلزي باعث جابه-جايي لبه¬ طيف جذبي تيتانيا-سيليكا به سمت طول موج¬هاي بالاتر(¬شكاف انرژي كمتر) گرديد. نانو فوتوكاتاليست بهينه با %50 وزني تيتانيا، %1 وزني تنگستن و 1% وزني بيسموت تحت تابش نورماوراءبنفش بعد از 180 دقيقه در راكتور ناپيوسته ساده و تحت تابش نور مرئي بعد از 180 دقيقه و 90 دقيقه به ترتيب در راكتور ناپيوسته ساده و راكتور ناپيوسته چاه غوطه¬وري به تخريب 100 درصد آلاينده رنگي رودامين ب منجر شد. مشخصه¬يابي نانوفوتوكاتاليست¬هاي سنتز‌‌شده با استفاده از آناليزهاي طيف‌‌سنجي فروسرخ، پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، طيف¬سنجي پراكندگي انرژي پرتو ايكس، طيف-سنجي بازتاب انتشار انجام پذيرفت. نتايج نشان مي دهند كه با افزودن%1 وزني تنگستن و 1% وزني بيسموت، ساختار فوتوكاتاليست بهينه به صورت مزوحفره و اندازه كريستال¬هاي تيتانيا كاهش يافته كه نشان از بهبود پراكندگي وپايداري نانوفوتوكاتاليست است. همچنين جهت مطالعه نانوفوتوكاتاليست¬ها براي تخريب رودامين ب از طيف‌‌سنج فرابنفش-مرئي بهره گرفته شد. با بررسي پارامترهاي تاثيرگذار بر فعاليت فوتوكاتاليست بهينه در شرايط عملياتي بهينه (6=pH، mg/L15=غلظت اوليه رودامين ب، g/L1 = مقدار كاتاليست،mL 100=حجم محلول آلاينده رنگي، oC25=دماي محلول آلاينده رنگي¬ و mM30=¬غلظت آب اكسيژنه)، تخريب 100 درصد آلاينده در مدت زمان 30 دقيقه تحت تابش نور مرئي بدست آمد كه طي بررسي در 6 چرخه مدوام، بازده تخريب فوتوكاتاليست بهينه به 30 درصد در چرخه 6 ام كاهش يافت. هم‌‌چنين با استفاده از گيراندازهاي مختلف، گونه¬هاي فعال مختلفي در تخريب رودامين ب مورد شناسايي قرار گرفت و مشخص شد كه حفره¬ها (h+) و راديكال¬هاي سوپراكسيد (•O2-) اصلي¬ترين گونه فعال در طي فرآيند تخريب فوتوكاتاليستي است. واژه‌هاي كليدي: تيتانيا-سيليكا، بيسموت، تنگستن، نانوفوتوكاتاليست، رودامين ب، آلاينده آلي، نور مرئي، نور ماوراءبنفش

193478

دانشگاه علم و صنعت ايران

ترموسينتيك و كاتاليست

دكتر امين بازياري - دكتر محمد رضا دهقاني