عنوان

سنتز سونو-سالوترمال تک مرحله‌ای نانوفتوکاتالیست‌های (BiOCOOH)x(Bi۲MoO۶)۱-x مزوساختار و ارزیابی عملکرد آنها در تخریب آلاینده آنتی بیوتیکی فلوروکینولون در محدوده طیف خورشید

IR

۴۰۵۰پ

فارسی

IR

سنتز سونو-سالوترمال تک مرحله‌ای نانوفتوکاتالیست‌های (BiOCOOH)x(Bi۲MoO۶)۱-x مزوساختار و ارزیابی عملکرد آنها در تخریب آلاینده آنتی بیوتیکی فلوروکینولون در محدوده طیف خورشید

[پایان‌نامه]

One-pot sono-solvothermal synthesis of meso-structured (BiOCOOH)x(Bi۲MoO۶)۱-x nanophotocatalysts and evaluation of their performance in degradation of fluoroquinolone antibiotic pollutant under solar spectrum range

/مهدیه محمدزاده

: مهندسی شیمی

، ۱۳۹۹

۹۳ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی- ترموسینتیک و کاتالیست

۱۳۹۹/۰۶/۰۱

صنعتی سهند

افزایش فعالیت انسانی و توسعه‌ی تکنولوژی در بخش‌های مختلف سبب ورود آلاینده‌های نوظهوری همانند داروها به محیط زیست، به ویژه منابع آب شده است .این نوع آلاینده‌ها توسط روش‌های متداول قابل حذف نبوده و باید از فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته جهت تخریب آن‌ها بهره جست .در حال حاضر فرآیند فتوکاتالیستی به‌دلیل هزینه عملیاتی کم، امکان حذف ترکیبات پیچیده، سازگاری با محیط زیست، امکان استفاده از انرژی خورشیدی و امکان به‌کارگیری در بخش تصفیه‌ی پیشرفته جهت تصفیه‌ی پساب‌های آلوده، توجه زیادی را به خود جلب کرده است و توانسته عملکرد خوبی را در تخریب آلاینده‌های آلی ارائه نماید؛ اما چالش‌های فرآیند فتوکاتالیستی نظیر وجود گاف انرژی پهن و سرعت بالای بازترکیبی الکترون-حفره‌ها در نیمه رساناها باید اصلاح گردند .در این پایان‌نامه با استفاده از راهکار اصلاحی ایجاد محلول جامد، نانوفتوکاتالیست‌های(BiOCOOH)x(Bi ۲MoO۶)۱- xبا روش سونو-سالوترمال (US) سنتز شد، به طوری‌که هر دو چالش همزمان اصلاح شدند .کارایی نانوفتوکاتالیست‌های سنتز شده در حذف فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک فلوئوروکینولون توسط آنالیزهایXRD ،EDX ،FESEM ،BJH- BET، TEM و DRS مورد بررسی قرار گرفت .نمونه محلول جامد(BiOCOOH) ۲۵.۰(Bi۲MoO۶)۷۵.۰- USبه عنوان نانوفتوکاتالیست منتخب معرفی گردید .جهت بررسی تأثیر امواج فراصوت، نمونه منتخب بدون تابش اولتراسوند نیز سنتز شد .نتایج آنالیز XRD وجود فازهای کریستالی و تشکیل ساختار محلول جامد را تأیید کرد .آنالیز FESEM مورفولوژی ترملا-مانند را برای نانوفتوکاتالیست‌های محلول جامد نشان داد .همچنین آنالیز TEM برای این نانوماده نشان داد که معماری ترملا-مانند متشکل از صفحات‍ برگ شکل‍ متخلخل است .نتایجBJH - BETنیز بیانگر سطح ویژه‌ی بالا(m ۲ /g۶۰/۸) و وجود حفرات مزو و ماکرو با حجم کلcm ۳ /g۰/۳۶۹ برای نانوفتوکاتالیست(BiOCOOH) ۲۵.۰(Bi۲MoO۶)۷۵.۰- USاست که در اثر ایجاد فاصله‌ی مطلوب بین صفحات برگ شکل‍ تشکیل دهنده‌ی مورفولوژی ترملا-مانند، در نتیجه استفاده از امواج اولتراسوند، حاصل شده است .با توجه به آنالیز DRS گاف انرژی برای نانوفتوکاتالیست مذکور eV ۲/۶۶ به دست آمد که گویای فعالیت این نمونه در ناحیه طیف خورشید می‌باشد .این نانوفتوکاتالیست در مدت زمان ۱۸۰ دقیقه تابش نور توانست mg/L ۳۵ از آنتی‌بیوتیک های لووفلوکساسین، افلوکساسین و تتراسایکلین را به ترتیب تا ۸۰/۵، ۹۴/۷ و ۸۲/۲ حذف کند .به طور کلی نتایج به دست آمده نشان داد که ایجاد ساختار محلول جامد(BiOCOOH) ۲۵.۰(Bi۲MoO۶)۷۵.۰- USبا نسبت مولی ۱ به ۳ ازCOOH - وMo ۲+ می‌تواند باعث ایجاد گاف‌انرژی مناسب و افزایش جذب نور، افزایش مساحت ویژه و جذب بیشتر آلاینده، افزایش طول عمر حاملان بار و کاهش میزان بازترکیبی الکترون-حفره شود

Increased human activities and technology development in different sections lead to the emission of emerging contaminants such as drugs to the environment, especially water resources. These types of pollutants can not be removed by conventional methods, so advanced oxidation processes must be used to eliminate them. Nowadays, the photocatalytic process has attracted much attention and could represent suitable performance in the elimination of organic pollutants due to its low cost, the ability in complex compounds removal, being environmentally friendly, availability of employing the solar energy, and the feasibility of its application in advanced treatment of effluents. However, challenges of wide bandgap energy of semiconductors, and the fast recombination rate of electron-hole pairs should be modified in photocatalytic process. In this thesis, by the modification approach of solid solution, (BiOCOOH)x(Bi2MoO6)1-x nanophotocatalysts were fabricated via sono-solvothermal method so that both challenges were modified simultaneously. The photocatalytic performance of the synthesized photocatalysts in photodegradation of fluoroquinolone antibiotics was evaluated by XRD, EDX, FESEM, BET-BJH, TEM, and DRS analyses. The (BiOCOOH)0.25(Bi2MoO6)0.75-US solid solution sample was selected as the optimal nanophotocatalyst. In order to evaluate the effect of ultrasonic waves, the optimal sample was synthesized without the application of ultrasound, too. XRD results proved the existence of crystalline phases and solid solution formation. FESEM analysis depicted the tremella-like morphology of the solid solution nanophotocatalysts. Also, TEM analysis displayed that the tremella-like architecture made up of porous leaf-like sheets. BET-BJH results showed the high specific surface area (60.8 m2/g) and the presence of mesopores and macropores in (BiOCOOH)0.25(Bi2MoO6)0.75-US with a total volume of 0.369 cm3/g, which was gained by the existence of proper space between the leaf-like sheets in the tremella-like morphology by the application of ultrasonic waves. According to the DRS analysis, the band gap of this nanophotocatalyst was obtained 2.66 eV, which represents its activity under the sun spectrum. The nanophotocatalyst could degrade 35 mg/L of levofloxacin, ofloxacin, and tetracycline up to 80.5, 94.7, 82.2 , respectively, under the visible light irradiation. In general, the attained results showed that fabrication of solid solution structure (BiOCOOH)0.25(Bi2MoO6)0.75-US with a molar ratio of 1 to 3 ( COOH- to Mo2+), can lead to appropriate band gap and enhanced light absorption, increased specific surface area and further pollutant absorption, the longevity of charge carriers, and reduction of electron-hole recombination rate.

ba

One-pot sono-solvothermal synthesis of meso-structured (BiOCOOH)x(Bi۲MoO۶)۱-x nanophotocatalysts and evaluation of their performance in degradation of fluoroquinolone antibiotic pollutant under solar spectrum range

نانوفتوکاتالیست

محلول جامد

ترملا-مانند

سونو-سالوترمال

آنتی‌بیوتیک فلوروکینولون

تصفیه آب آلوده

Nanophotocatalyst, Solid Solution, Tremella-ike, Sono-solvothermal, Fluoroquinolone Antibiotic, Water Treatment.

نانوفتوکاتالیست، محلول جامد، ترملا-مانند، سونو-سالوترمال، آنتی‌بیوتیک فلوروکینولون، تصفیه آب آلوده.

محمدزاده، مهدیه

حقیقی، محمد، استاد راهنما

ایران

20230912

شیمی ،۲۰۹۴۳ ،۱۳۹۹

ونوس‍ زتنس‍-ی‌اهت‌سیلاتاکوتفونان‍ ی‌اه‌لحرم‍ ک‌ت‍ ل‌امرتولاس‍ (BiOCOOH)x(Bi2MoO6)1-x دیشروخ‍ ف‌یط ه‌دودحم‍ رد ن‌ولونیکورولف‍ ی‌کیتویب‍ ی‌تنآ ه‌دنیلاآ ب‌یرخت‍ رد اهنآ درکلمع‍ ی‌بایزرا و راتخاسوزم‍.pdf

عادی

عادی

4050.pdf

pch20943.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۴۰۵۰

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y