تهیه نانو ذرات TiO۲ و مطالعه خواص فتوکاتالیزی آن در حذف علف کش بنتازون از آبهای آلوده طی فرآیندUV/TiO۲
/رحمت اله پورعطا
تبریز :دانشگاه تبریز، دانشکده شیمی ، گروه شیمی کاربردی
۹۹ص.
:مصور ،جدول ،نمودار۳۰*۲۹س.م- +لوح فشرده
چاپی
واژه نامه بصورت زیرنویس
کتابنامه ص.:۱۱۲-۱۱۳
کارشناسی ارشد
شیمی کاربردی
۱۳۸۵/۰۷/۲۵
تبریز :دانشگاه تبریز، دانشکده شیمی ، گروه شیمی کاربردی
نانو ذرات دیاکسیدتیتانیم بطور وسیعی در واکنشهای فتوکاتالیزی بعنوان کاتالیزور مورد استفاده قرار میگیرد .با توجه به اینکه کاهش اندازه ذرات و در نتیجه افزایش سطح ویژه کاتالیزور باعث بهبود فعالیت فتوکاتالیزی آنها میشود لذا در کار پژوهشی حاضر نانو ذرات دیاکسیدتیتانیم به روش هیدرولیز کنترل شده محلولTiCl۴ ، در ساختارهای آناتاز و روتیل با اندازههای۱۱ - ۶نانومتر تهیه شدند .برای توصیف نانو ذرات تهیه شده از طیفهای XRD و تصاویر SEM آنها استفاده شده است .اندازه نانو ذرات با استفاده از طیفهای XRD آنها و فرمول دبی- شرر محاسبه شدهاند .امروزه سموم کشاورزی بطور وسیعی برای محافظت محصولات کشاورزی از آفاتی نظیر حشرات، گیاهان، قارچها، جوندگان و کرمها مورد استفاده قرار میگیرند .در سالهای اخیر فرآیندهای اکسایش پیشرفته بعنوان جایگزینی برای دیگر روشهای معمول در تصفیه آبهای آلوده مورد بررسی قرار گرفتهاند .در این روش با تولید رادیکالهای بسیار فعالی مانند رادیکال هیدروکسل، مواد آلاینده آلی بسرعت و به صورت غیر انتخابی حذف میشوند .در کار پژوهشی حاضر حذف علف کش بنتازون در حضور نانو ذرات TiO۲ بعنوان فتوکاتالیزور و تحت تابش نورUV - Cمورد مطالعه قرار گرفته است و برخی از عوامل موثر در این فرآیند بررسی شدند .در شرایط بهینه که مقدار نانوذرات TiO۲ برابر باppm ۲۰۰ ، غلظت اولیه علف کش بنتازون برابر باppm ۱۵ ، pH برابر با ۵/۶ و شدت تابش نور UV برابر با۵/۱۷ - Wm ۲بود در مدت زمان ۹۰ دقیقه ۹۹ درصد از مقدار اولیه علف کش بنتازون حذف گردید .همچنین سینتیک حذف علف کش بنتازون با استفاده از مدل لانگمویر- هینشلوود توضیح داده شده است .مقادیر ثابت تعادل جذب سطحی (Kads) و ثابت سرعت سینتیکی واکنش سطحی (kc) برای این فرآیند به ترتیب برابر با (mg l۱)۱ ۱۱۲/۰ و mg l۱ min۱ ۲۶۸/۰به دست آمد.
Nanocrystalline powders of titania are widely used as catalyst in photocatalytic reactions. A key requirement to improve its activity is to increase the specific surface area and decrease the primary particle size of the catalyst . Therefore, in this work nanosized TiO2 powders with particle sizes from 6 to 11 nm were synthesized by controlling the hydrolysis of TiCl4 in aqueous solution in anatase and rutil phases. The powders were characterized by X-ray diffraction and Scaning Electron Microscopy (SEM). The size of the TiO2 crystallites was calculated by means of the Deby-Scherrer's equation. Pesticides are chemicals, which are commonly used in agriculture to protect crops from pest organisms including insects, plants, fungi, rodents and nematodes. In recent years an alternative to conventional treatment methods, is "advanced oxidation processes" (AOPs), based on the generation of very reactive species such as hydroxyl radicals, which oxidize a broad range of organic pollutants quickly and non-selectively. So, in this work, we studied the photocatalytic degradation of the pesticide, Bentazon (3-isopropyl-1H-2,1,3-benzothiadiazin-4(3H)-one 2,2-dioxide) in the presence of synthesized nanopowder of TiO2 as photocatalyst under irradiation of UV-C light. The effects of some operational parameters were also examined. Our results showed that 99 removal of herbicide from the solution containing 15 ppm of Bentazon in the presence of 200 ppm TiO2, after selecting optimal operational parameters (pH= 6.5 and light intensity=17.5 W m-2) could be achieved in a relatively short time, about 90 min. The kinetic of the removal of Bentazon can be explained in terms of the Langmuir-Hinshelwood model. The values of the adsorption equilibrium constant, Kads, and the kinetic rate constant of surface reaction, kc, were 0.112 (mg l?1)?1 and 0.263 mg l?1 min?1, respectively.