بررسی عملکرد نانو فتوکاتالیست های شناور با پایه پلیمری PET بازیافتی برای حذف آلاینده های آلی
[پایاننامه]
Study on the performance of floating nanophotocatalysts synthesized on recycled PET polymers for degradation of model spill oil
/آیسان جودی
: مهندسی شیمی
، ۱۳۹۷
۱۰۰ص
زبان: فارسی
چاپی - الکترونیکی
جدول، نمودار
کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی
۱۳۹۷/۰۷/۰۱
صنعتی سهند
لکههای نفتی که از انفجار چاهها و نشت نفتکشها بر روی سطح آب دریا ایجاد میشوند به دلیل ممانعت از ورود نور به لایههای زیرین دریا حیات موجودات دریایی را به خطر میاندازند .تخریب فتوکاتالیستی لکههای نفتی به دلیل هزینه عملیاتی پایین، امکان حذف کامل مواد نفتی و امکان استفاده از انرژی رایگان و فراوان خورشید به عنوان یک راه حل مطرح است .به دلیل معلق بودن لکههای نفتی بر روی آب دریا لازم است فتوکاتالیستهای مورد استفاده روی سطح آب شناور باشند تا تماس با لکه نفتی بیشتر شود و همچنین دریافت نور خورشید افزایش یابد .در این طرح از بطریهای نوشیدنی بازیافت شده به منظور پایه فتوکاتالیست استفاده شده است که علاوه بر کمک به محیط زیست به دلیل وزن کم منجر به تولید فتوکاتالیستهای شناور میگردد .نیترید کربن گرافیتی و اکسید روی به کمک اولتراسوند به این پایه پلیمری افزوده شده و نانو کامپوزیت فتوکاتالیستیC- ZnO۳N۴PET -/rساخته شد .از آنجا که مقدار فلز فعال قیمت نهایی کاتالیست فوق را تعیین میکند و همچنین در مقادیر زیاد فلزات فعال علاوه بر تغییرات نامطلوب در ساختار کاتالیست، امکان از بین رفتن حالت شناوری فتوکاتالیست وجود دارد لذا اثر مقدار اکسید روی( ۰، ۵، ۱۰ و ۱۵ وزنی) مطالعه شد و به منظور تعیین خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و نوری آن ازXRD ،FESEM ،BJH- BET، EDX، FTIR وVis DRS - UVاستفاده گردید .با افزایش مقدار اکسید روی اندازه ذرات کاهش یافته، توزیع اندازه باریکتر و مورفولوژی همگنتر میشود .علاوه بر این حجم حفرات و قطر آنها بیشتر شده و سطح ویژه فتوکاتالیست افزایش مییابد .اندازه بلورهای اکسید روی نیز در فتوکاتالیست با ۱۵ درصد وزنی ZnO به ۱۸ نانومتر رسیده و درجه بلورینگی افزایش مییابد .همچنین بررسی گروههای عاملی نشان داد با افزایش مقدار Zn مقدار پیوندZn - Oافزایش یافته اما تغییر قابل توجهی در پیکهای مربوط بهC ۳N۴ رخ نمیدهد .بررسی خواص نوری فتوکاتالیستهای سنتز شده نشان میدهد در بین کاتالیستهای حاویZn ، با افزایش مقدار اکسید روی گاف انرژی اندکی افزایش یافته و در نهایت به ۳/۰۵ الکترون ولت میرسد و میزان جذب نور در ناحیه مرئی و فرابنفش نیز زیادتر میشود .علاوه بر این پیکهای جذب DRS مربوط به مواد به کار رفته به صورت یک پیک واحد در هم ادغام میشوند که نشاندهنده تشکیل یک هتروجانکشن موثر است .بررسی میزان حذف لکه بنزنی به کمک فتوکاتالیستهای سنتز شده نشان داد فتوکاتالیستC- ZnO۳N۴PET -/rبا ۱۵ وزنی ZnO نزدیک به ۹۹ بنزن اولیه را حذف کرده است اما با کاهش مقدار اکسید روی میزان حذف بنزن کاهش مییابد .در ادامه تاثیر پارامترهای عملیاتی مانند pH، مقدار کاتالیست، درصد بنزن و شرایط شبیه سازی حالت دریا بر فعالیت فتوکاتالیست با ۱۵ وزنی اکسید روی مورد ارزیابی قرار گرفت و درpH برابر با ۳ و مقدار فتوکاتالیست برابر باg/L ۱ و ۵ حجمی بنزن بیشترین فعالیت فتوکاتالیستی مشاهده شد .در نهایت پایداری نوری نمونه منتخب در چهار دوره آزمایش بررسی شد که نتایج نشان داد فتوکاتالیست منتخب به مقدار قابل قبولی قادر به حفظ فعالیت فتوکاتالیستی خود میباشد .
Study on the performance of floating nanophotocatalysts synthesized on recycled PET polymers for degradation of model spill oil
نانو فتوکاتالیست
PETبازیافتی
کاتالیست شناور
لکه نفتی
نور خورشید
نانو فتوکاتالیست، PET بازیافتی، کاتالیست شناور، لکه نفتی، نور خورشید