ارزیابی حذف فتوکاتالیستی آلایندههای رنگی از محلول آبی سنتزی در ناحیه نور خورشید با استفاده از نانوفتوکاتالیستهای بر مبنای محلول جامد AgBrxCl۱-x
[پایاننامه]
Evaluation of Photocatalytic Removal of Dye Pollutants in Synthetic Aqueous Solution under Solar Light Region Using AgBrxCl۱-x-Based Solid Solution Nanophotocatalysts
/نازنین میکائیلی
: مهندسی شیمی
، ۱۴۰۰
۸۸ص.
:
زبان: فارسی
زبان چکیده: فارسی
چاپی - الکترونیکی
مصور، جدول، نمودار
کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی- محیط زیست
۱۴۰۰/۰۳/۰۱
صنعتی سهند
امروزه یکی از مشکلات اصلی آلودگی آب، رنگهای باقیمانده از منابع مختلف مانند صنایع نساجی، کاغذ و خمیر و رنگ است .این نوع آلایندهها توسط روشهای متداول قابل حذف نبوده و تصفیه آن مستلزم استفاده از فرآیندهای جدید است .در حال حاضر فرآیندهای فتوکاتالیستی به دلیل هزینه عملیاتی کم، عدم نیاز به ورود مواد اضافی، امکان استفاده از انرژی رایگان خورشیدی، امکان انجام فرآیند در دما و فشار محیط، امکان تخریب کامل آلاینده و تبدیل به مواد معدنی و سبز بودن توجه زیادی از محققین را به خود جلب کرده است .در راستای اهداف فوق، در این پایاننامه مزوساختار کلریدبرمیدنقره روی نانولوله های کربنی چند دیوارهی اصلاح شده با پلاسمایDBD (AgBr ۷۵.۰Cl۲۵.۰(/CNT(PT)۱ )) با روش سونو-رسوبی سنتز شد و عملکرد آن جهت حذف آلاینده-های رنگی مختلف در ناحیهی نور خورشید مورد ارزیابی قرار گرفت .به منظور مقایسه، نانوفتوکاتالیستهایAgCl ،AgBr ،AgBr ۷۵.۰Cl۲۵.۰،AgBr ۷۵.۰Cl۲۵.۰)/CNT۱) نیز سنتز شدند .خصوصیات نانوفتوکاتالیستهای سنتز شده با استفاده از آنالیزهایXRD ،Raman ،FESEM ،BJH- BET،PL ،FTIR ، TEM و DRS مورد ارزیابی قرار گرفت .نتایج آنالیز XRD وجود محلول جامد مورد نظر را تأیید کرد .با استفاده از آنالیز رامان حضور نانولولهی کربنی و وجود نواقص ساختاری در نمونهی کامپوزیتیAgBr ۷۵.۰Cl۲۵.۰( /CNT۱) اثبات شد .همچنین آنالیز TEM و FESEM ریزتر شدن ذرات و توزیع مناسب آنها را در نمونهی مذکور تأیید نمود .آنالیزBJH - BETنشان داد که سطح مخصوص(m ۲ /g۵/۶) و حجم کل حفرات(cm ۳ /g۰/۰۱۲۱) برای نانوفتوکاتالیست(AgBrCl/CNT(PT) ۱ ) افزایش یافته است و آنالیز DRS نیز بیانگر افزایش محدودهی جذب نور و فعال بودن این نمونه در ناحیهی طیف خورشید میباشد (eV ۲/۰۸ .)همچنین نتایج آنالیزPL ، کاهش نرخ بازترکیب شدن حاملهای بار را در نمونهی منتخب(AgBrCl/CNT(PT) ۱) تأیید نمود .نتایج حاصل از تستهای راکتوری نشان داد که نانوفتوکاتالیست(AgBrCl/CNT(PT) ۱) عملکرد بالایی در حذف آلایندههای رنگی دارد؛ به نحوی که در مدت زمان ۱۸۰ دقیقه تابش نور توانست آلایندههای کریستال ویوله، رودامینبی و متیل اورانژ را به ترتیب در حدود ۸۷/۵، ۹۵/۶، ۸۱/۹ حذف کند.
Today, one of the main problems of water pollution is the remaining dyes from various sources such as the textile, paper, paste and paint industries. These types of contaminants cannot be removed by conventional methods and its treatment requires the use of new processes. Currently, the photocatalytic processes have attracted much attention owing to reasons such as process performance at ambient temperature and pressure, low cost and economic efficiency because of the solar energy utilization, non-necessity of extra substances, the possibility of pollutants complete degradation and the mineralization of pollutants and environmentally friendly. In line with the above goals, in this thesis, the AgBrCl solid solution on MWCNTs was modified with DBD-Plasma (AgBr0.75Cl0.25/CNT(PT)(1 )), hetero-meso structure photocatalyst was fabricated via the sono-precipitation method, and used to degrade the dye organic pollutant under simulated sunlight. XRD, Raman spectroscopy, FESEM, TEM, BET-BJH, DRS, Fourier-transform infrared spectroscopy and photoluminescence analyses were applied to characterize the nanophotocatalysts. The results of XRD analysis confirmed the presence of the desired solid solution. Using Raman analysis, the presence of carbon nanotubes and the presence of structural defects in the AgBr0.75Cl0.25/CNT(1 ) composite sample were confirmed. Also, TEM and FESEM analysis confirmed the formation of heterostructure, decrease in particle size and well dispersion in the above sample. BET-BJH analysis showed that the specific surface area (5.6 m2/g) and the total pore volume (0.0121 cm3/g) were increased for AgBrCl/CNT(PT)(1 ) nanophotocatalyst and DRS analysis also indicates an increase in the range of light absorption and activity of this sample in the solar spectrum (2.08 eV). Also, the results of PL analysis confirmed the reduction in the recombination rate of the charge carriers in the AgBrCl/CNT(PT)(1 ) sample. According to the results of the test, among the synthesized samples, the AgBrCl/CNT(PT)(1 ) nanophotocatalyst showed the highest performance in the removal of dyes contaminants; So that after 180 minutes irradiation was able to remove the pollutants of CIV, RhB and MO about 87.5 , 95.6 and 81.9 , respectively.
ba
Evaluation of Photocatalytic Removal of Dye Pollutants in Synthetic Aqueous Solution under Solar Light Region Using AgBrxCl۱-x-Based Solid Solution Nanophotocatalysts
نانوفتوکاتالیست AgBrCl/MWCNTs
پلاسما
فتوکاتالیست نانو هیبریدی
سونو رسوبی
خاصیت پلاسمونیک
آلایندههای رنگی
AgBrCl/MWCNTs Modified with DBD-Plasma, Plasmonic Properties, Nano-Hybrid Photocatalyst, Ultrasonic Precipitation and Dye Effluents Treatment.