سنتز و ارزیابی فتوکاتالیستهای اکسید مس-کلینوپتیلولیت حساس به نور مرئی برای تصفیه فاضلاب دارویی
[پایاننامه]
Synthesis and evaluation of visible light-driven copper oxide- clinoptilolite photocatalysts for medicinal wastewater treatment
/فاطمه عابدی
: مهندسی شیمی
، ۱۳۹۸
۹۷ص.
:
زبان: فارسی
زبان چکیده: فارسی
چاپی - الکترونیکی
مصور، جدول، نمودار
کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی- ترموسینتیک و کاتالیست
۱۳۹۸/۱۰/۰۱
صنعتی سهند
در این پایاننامه نانوفتوکاتالیستهای اکسید مس-کلینوپتیلولیت با درصدهای وزنی مختلف اکسید مس از صفر تا ۱۰۰ سنتز شده و در فرآیند فتوکاتالیستی برای حذف تتراسایکلین از فاضلاب مورد بررسی قرار گرفتند .تعیین خصوصیات فتوکاتالیستهای فوق به کمک آنالیزهایXRD ،FESEM ،FTIR ،EDX ،Vis DRS - UVو BET/BJH نشان داد اکسید مس در همه نمونهها به شکلCu ۲ Oاست و افزودن کلینوپتیلولیت اندازه بلورهای اکسید مس را از ۵۰ نانومتر به ۳۷-۳۸ نانومترکاهش می-دهد .حضور کلینوپتیلولیت اندازه کلوخههای اکسید مس را نیز کاهش میدهد و هرچقدر مقدار آن بیشتر باشد درجه کلوخگی اکسید مس کمتر است .با کاهش مقدار اکسید مس در نمونه میزان جذب نور نیز کاهش مییابد اما در مقابل در این نمونهها گاف انرژی اندکی بزرگتر از مابقی نمونههاست که امکان بازترکیبی حاملان بار را کاهش میدهد .بیشترین مقدار حذف فتوکاتالیستی تتراسایکلین ( ۹۰/۷۶) در نمونهای که ۵۰ وزنی اکسید مس و ۵۰ وزنی کلینوپتیلولیت داشت مشاهده شد .این نمونه سطح ویژه زیادی داشت و در عین حال دارای حفرات مزو بود که ورود و خروج تتراسایکلین و محصولات اکسایش را آسان میکرد .اندازه بلورهای اکسید مس در این نمونه کوچک و همچنین گاف انرژی مناسبی در این نمونه مشاهده شد .در ادامه تأثیر پارامترهای عملیاتی مانند pH محلول فاضلاب، غلظت اولیه دارو و مقدار فتوکاتالیست نیز بر روی مقدار حذف تتراسایکلین با استفاده از این نمونه بررسی شد و در نهایت پایداری آن مورد مطالعه قرار گرفت .یک مکانیزم برای چگونگی اکسایش تتراسایکلین روی فتوکاتالیست اکسید مس-کلینوپتیلولیت پیشنهاد شد که همافزایی اکسید مس و کلینوپتیلولیت را در فعالیت فتوکاتالیستی حذف تتراسایکلین نشان میداد.
In this thesis, copper oxide-clinoptilolite nanophotocatalysts with different weight percents of copper oxide (0-100 ) were synthesized and evaluated in tetracycline photo-degradation. Characterization of synthesized photocatalysts with XRD, FESEM, FTIR, EDX, UV-Vis DRS and BET/BJH showed that copper oxide has been produced in the form of Cu2O is all samples and introduction of clinoptilolite reduced the size of Cu2O from 50 nm to 37-38 nm. Clinoptilolite reduced the agglomeration of copper oxide, as well and more amounts of clinoptilolite resulted in more reduction of copper oxide agglomerations. Lower amounts of copper oxide reduces the light harvesting but bigger band gap in theses samples decreases the probability of charge recombination. The highest tetracycline photo-degradation (90.76 ) was observed on the sample with 50 wt. of copper oxide. This sample had a high surface area with mesoporous structure that facilitate the traffic of large molecules of tetracycline. The copper oxide crystallites was small and a proper bandgap was observed in this sample. In the following, effect of pH, amount of photocatalyst and tetracycline concentration was studied and stability of copper oxide-clinoptiloite photocatalyst was investigated. A mechanism for manner of copper oxide-clinoptilolite in photo-oxidation of tetracycline was proposed that showed synergistic effect of copper oxide and clinoptilolite in photo-degradation of tetracycline.
ba
Synthesis and evaluation of visible light-driven copper oxide- clinoptilolite photocatalysts for medicinal wastewater treatment