بررسي امكان سنتز نانو لوله هاي اكسيد تيتانيوم از كاني ايلمنيت با نقطه ها ي كوانتومي و بررسي خواص فتوكاتاليستي نانوساختار توليد شده

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي معدن

كارشناسي ارشد

دي اكسيد تيتانيوم پركاربردترين تركيب تيتانيوم است كه عمده كاربرد آن توليد رنگدانه سفيد است. اين ماده به صورت طبيعي در غالب روتيل و آناتاز در طبيعت قابل يافت است اما مي توان اين ماده را با استفاده از روش هاي هيدرومتالوژيكي و با حذف ناخالصي ها از كاني ايلمنيت نيز بدست آورد. دي اكسيد تيتانيوم بطور ذاتي داراي خاصيت فتوكاتاليستي نيز هست كه مي توان اين خاصيت را با توليد فرم نانولوله بهبود بخشيد و براي بهبود بيشتر اين خاصيت از روش هايي مانند اتصال نقاط كوانتومي بهره جست. در اين پژوهش، از كاني ايلمنيت تهيه شده از معدن كهنوج واقع در استان كرمان در جنوب ايران براي توليد دي اكسيد تيتانيوم استفاده شد. به اين منظور ابتدا با استفاده از ليچينگ كلرايدي، با غلظت اسيد 20 درصد هيدروكلريك اسيد و با كمك پودر آهن به عنوان احياكننده (كه باعث كاهش مصرف اسيد تا 70 درصد مي شود)، ايلمنيت ليچينگ شد و پودر سفيد رنگ دي اكسيد تيتانيوم با فاز روتيل توليد شد. سپس با استفاده از روش هيدروترمال از دي اكسيد تيتانيوم بدست آمده براي توليد نانولوله دي اكسيد تيتانيوم استفاده شد. نانولوله هاي توليد شده با اين روش داراي فاز آناتاز بودند. نانولوله هاي توليد شده با اين روش داراي سطح مخصوص 24/259 مترمربع بر گرم بودند و ظرفيت جذب آن ها براي رنگ متيلن بلو و مالاشيت گرين به ترتيب 136 و 167 ميلي گرم بر گرم بود. در نهايت براي بهبود خواص فتوكاتاليستي نانولوله هاي توليد شده از نقاط كوانتومي CuS استفاده شد. بدين منظور با كمك لينك كننده ال-سيستئين نقاط كوانتومي CuS روي نانولوله هاي دي اكسيد تيتانيوم متصل شدند. نتايج اندازه گيري باندگپ نشان داد اتصال نقاط كوانتومي به نانولوله هاي دي اكسيد تيتانيوم باعث كاهش باندگپ از eV 38/3 به eV 25/2 شده است. سپس خواص فتوكاتاليستي اين ساختار ها با خواص فتوكاتاليستي نانولوله هاي بدون نقطه-كوانتومي در نور مرئي و در تاريكي مقايسه شد. نتايج تست ها نشان داد نانولوله هاي داراي نقاط كوانتومي در زير نور مرئي قادر به تخريب نوري رنگ متيلن بلو و مالاشيت گرين هستند. ميزان تخريب رنگ توسط نانولوله هاي داراي نقاط كوانتومي در مقايسه با نانولوله هاي بدون نقطه كوانتومي براي رنگ متلين بلو تا 61/3 برابر و براي رنگ مالاشيت گرين تا 6 برابر بيشتر بود.

212390

فرآوري مواد معدني

مهندسي معدن

دانشگاه صنعتي اصفهان

ابراهيم عظيمي

رئوف حسيني، مهدي بازرگاني پور

مهدي نصيري سروي