IR
۴۷۰۳پ
فارسی
IR
سنتز سونو-سالوترمال نانوفتوکاتالیست‌های سه‌تایی Bi۲MoO۶/Bi۲SiO۵/Bi۱۲SiO۲۰ به صورت اتصال نوع دوم آبشاری و ارزیابی عملکرد آنها در تخریب آلاینده‌های نوظهور فلوروکینولون در ناحیه طیف خورشید
[پایان‌نامه]
Sono-Solvothermal Synthesis of Bi۲MoO۶/Bi۲SiO۵/Bi۱۲SiO۲۰ Ternary Nanophotocatalysts as Cascaded Type II Junction and their Performance Evaluation for Degradation of Emerging Fluoroquinolones Contaminants in Region of Sun Spectrum
/امیر حقیقی
: مهندسی شیمی
، ۱۴۰۱
۱۰۴ص.
:
زبان: فارسی
زبان چکیده: فارسی
چاپی - الکترونیکی
مصور، جدول، نمودار
کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی- ترموسینتیک و کاتالیست
۱۴۰۱/۰۹/۰۱
صنعتی سهند
پیشرفت در تکنولوژی و افزایش رفاه، همواره آلودگی‌های زیست محیطی زیادی را در پی داشته است .در حال حاضر کمبود منابع آبی قابل شرب و آلودگی‌های منابع آبی ناشی شده از پساب‌ها و فاضلاب‌های تخلیه شده به محیط زیست نگرانی‌های شدیدی را برای جامعه‌ی بشری ایجاد کرده است .از این رو محققین در حوضه‌ی زیست محیطی به دنبال رویکردهای مؤثر برای تصفیه‌ی پساب‌ها هستند .یکی از روش‌های راهگشا، فرآیند فتوکاتالیستی است .اما با این وجود همچنان با چالش‌هایی مواجه است .یکی از مهمترین چالش‌های موجود در این فرآیند، طراحی فتوکاتالیستی با فعالیت و پایداری بالا در ناحیه‌ی نور مرئی است که در آن تسهیل انتقال جرم درون ذره‌ای، افزایش جذب سطحی، بهبود واکنش-های سطحی و جداسازی فتوکاتالیست لحاظ شود .از این رو، در این پایان‌نامه نانوفتوکاتالیست‌های هیبریدیBi ۲MoO۶/Bi۲SiO۵/Bi۱۲SiO۲۰ به صورت اتصال نوع دوم آبشاری تحت تابش نور، با استفاده از روش سونو-سالوترمال-تعویض یونی سنتز شدند .همچنین برای بررسی تأثیر امواج فراصوت، نمونه منتخب(Bi ۲MoO۶/Bi۲SiO۵/Bi۱۲SiO۲۰(Si-۲)- U)بدون تابش اولتراسوند نیز سنتز شد .برای تعیین خصوصیات نانوفتوکاتالیست‌های سنتزی از آنالیزهایXRD ،FESEM ،TEM ،BJH- BET،DRS ، PL و pHpzc استفاده شد .آنالیز XRD تشکیل ساختارهای کریستالی و حضور فازهایBi ۲MoO۶،Bi ۲SiO۵ وBi ۱۲SiO۲۰ را در نمونه‌های سنتزی تأیید کرد .آنالیزBJH - BETنیز نشان داد که نمونه‌یBi ۲MoO۶/Bi۲SiO۵/Bi۱۲SiO۲۰(Si-۲)- Uدارایm ۲ /g۲۰/۸=SBET ، بالاترین حجم حفرات ماکرو(cm ۳ /g۰/۰۶۴۲) و نیز بالاترین Dp (nm ۳۴/۷) می‌باشد .باتوجه به آنالیزDRS ، برای نانوفتوکاتالیست مذکور دو گاف انرژی ۲/۹۹ و eV ۲/۵۳، با توجه به ظهور دو لبه‌ی جذب نوری، به دست آمد که گویای فعالیت این نمونه در ناحیه طیف خورشید و نیز تشکیل هتروساختار می‌باشد .آنالیز PL نیز کاهش نرخ بازترکیب‌شدن حامل‌های بار را در نمونه‌ی مذکور نشان داد .آنالیز FESEM نیز معماری میکرومکعب‌های پوشیده از نانوورقه‌ها را برای نانوفتوکاتالیست‌های هیبریدی نشان داد .نتایج حاصل از تست‌های راکتوری نشان داد که نانوفتوکاتالیستBi ۲MoO۶/Bi۲SiO۵/Bi۱۲SiO۲۰(Si-۲)- Uبا مقدار بارگذاری g/L ۱ و طی ۱۸۰ دقیقه تابش توانست mg/L ۱۰ از آنتی‌بیوتیک های لووفلوکساسین، افلوکساسین و سیپروفلوکساسین را به ترتیب تا ۹۶/۹، ۸۳/۶ و ۷۰/۳ حذف کند .همچنین میزان تخریب برای mg/L ۳۰ از لووفلوکساسین ۹۱/۲ به دست آمد .به طور کلی نتایج به دست آمده نشان داد که ایجاد هتروساختار سه‌تایی، به صورت اتصال ناهمگون آبشاری تحت تابش، با درصد ترکیب مناسبی از فازها و به کارگیری امواج اولتراسوند می‌تواند باعث افزایش جذب سطحی، ایجاد گاف‌انرژی مناسب، تشکیل حفرات ماکرو و تسهیل پدیده نفوذ مولکول‌های آلاینده و افزایش برداشت نور با همان انرژی، افزایش طول عمر حاملان بار و کاهش میزان بازترکیبی الکترون-حفره شود .همچنین نتایج تست پایداری، بیانگر پایداری مطلوب نانوفتوکاتالیستBi ۲MoO۶/Bi۲SiO۵/Bi۱۲SiO۲۰(Si-۲)- Uبوده است .تأثیر پارامترهای عملیاتی نیز بر روی فعالیت فتوکاتالیستی منتخب مورد بررسی قرار گرفت .
Developing in technology and increasing prosperity has always resulted in a lot of environmental pollution. Nowadays, the lack of potable water resources and the pollution of water resources by effluents and wastewater discharged into the environment have caused severe concerns for the human society. Therefore, researchers of the environmental field are looking for effective approaches for effluents treatment. One of the promising methods is the photocatalytic process. But still, there are challenges in this process. One of the most important of the existing challenges is the photocatalyst design with high activity and stability in the visible light region in which the facilitation of the intra-particle mass transfer, the increase of the adsorption process, the promotion of the surface reactions and photocatalyst separation are considered. So, in this thesis, the Bi2MoO6/Bi2SiO5/Bi12SiO20 hybrid nanophotocatalysts, as cascaded type II Junction under light irradiation, were synthesized using the sono-solvothermal-ion exchange method. In order to evaluate the effect of ultrasonic waves, the optimal sample was synthesized without the application of ultrasound, too. The characterizations of the synthesized nanophotocatalysts were determined by XRD, FESEM, TEM, BET-BJH, DRS, PL, and pHpzc analyses. The XRD analysis confirmed the formation of crystalline structures and existing Bi2MoO6, Bi2SiO5, and Bi12SiO20. The BET-BJH analysis also demonstrated that the Bi2MoO6/Bi2SiO5/Bi12SiO20(Si-2)-U sample has SBET= 20.8 m2/g, the most macropores volume (0.0642 cm3/g) and the largest Dp (34.7 nm). According to the DRS analysis, two band gaps corresponding to two light absorption edges were obtained for mentioned photocatalyst, which represents its activity under the sun spectrum and the hetero-structure formation. FESEM analysis also depicted the micro-cube architecture covered with nanosheets for hybrid nanophotocatalysts. Results of reactor tests illustrated that Bi2MoO6/Bi2SiO5/Bi12SiO20(Si-2)-U with 1g/L loading could degrade 10 mg/L of levofloxacin, ofloxacin, and ciprofloxacin up to 96.9, 83.6, 70.3 , respectively, after 180 min. Besides, the degradation value for 30 mg/L levofloxacin was obtained at 91.2 . In general, the obtained results showed that the fabrication of a ternary heterostructure, as a cascade heterojunction under irradiation, with the suitable composition percentage of phases and the use of ultrasound waves can lead to the increase of the surface adsorption, the appropriate energy gap, the formation of macropores and facilitation of penetration of pollutant molecules and enhancement of light harvesting with the same energy, increase the lifetime of charge carriers and decrease the rate of electron-hole recombination. Also, the results of the reusability have shown the favorable stability of the mentioned nanophotocatalyst. The effect of operating parameters was also evaluated on the photocatalytic activity
ba
Sono-Solvothermal Synthesis of Bi۲MoO۶/Bi۲SiO۵/Bi۱۲SiO۲۰ Ternary Nanophotocatalysts as Cascaded Type II Junction and their Performance Evaluation for Degradation of Emerging Fluoroquinolones Contaminants in Region of Sun Spectrum
نانوفتوکاتالیست
سیلیکات‌های اکسید بیسموت
اکسیدبیسموت‌مولیبدن
اتصال نوع دوم آبشاری
سنتز سونو-سالوترمال-تعویض یونی
فلوروکینولون‌ها
تصفیه پساب
Nanophotocatalyst, BixSiOy, Bi2MoO6, Cascade type II junction, Sono-solvothermal-ion exchange, Fluoroquinolones, Effluent treatment
نانوفتوکاتالیست، سیلیکات‌های اکسید بیسموت، اکسیدبیسموت‌مولیبدن، اتصال نوع دوم آبشاری، سنتز سونو-سالوترمال-تعویض یونی، فلوروکینولون‌ها، تصفیه پساب
حقیقی، امیر
راحمی، نادر، استاد راهنما
فاتحی‌فر، اسماعیل، استاد راهنما
شعبانی، مریم، استاد مشاور
ایران
20230913
شیمی ،۲۱۰۶۰ ،۱۴۰۱
ونوس زتنس-ی‌یاته‌س ی‌اهت‌سیلاتاکوتفونان ل‌امرتولاس Bi2MoO6/Bi2SiO5/Bi12SiO20 دیشروخ ف‌یط ه‌یحان رد ن‌ولونیکورولف روهظون ی‌اهه‌دنیلاآ ب‌یرخت رد اهنآ درکلمع ی‌بایزرا و ی‌راشبآ مود ع‌ون لاصتا ت‌روص ه‌ب.pdf
عادی
عادی
4284.pdf
pch21060.pdf
0
ایمانی
متن
0
پ۴۷۰۳
فارسی
نمایه‌سازی قبلی
pe
TF
92029
1
a
Y
