عنوان

ساخت و ارزیابی فتوراکتورهای میکرو موئین جریانی پیوسته پوشانده شده با نانوفتوکاتالیست‌های CuPc-Bi۲O۳-ZnO جهت تصفیه فاضلاب تحت تابش لامپ‌های مرئی LED

Country Code

IR

Number

۴۵۷۷پ

.Language of Text, Soundtrack etc

فارسی

Country of publication

IR

Title Proper

ساخت و ارزیابی فتوراکتورهای میکرو موئین جریانی پیوسته پوشانده شده با نانوفتوکاتالیست‌های CuPc-Bi۲O۳-ZnO جهت تصفیه فاضلاب تحت تابش لامپ‌های مرئی LED

General Material Designation

[پایان‌نامه]

Parallel Title Proper

Fabrication and evaluation of continuous microcapillary photoreactor coated with CuPc-Bi۲O۳-ZnO nanophotocatalyst for wastewater treatment under visible LED lights

First Statement of Responsibility

/حمید کاظمی حکی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی شیمی

Date of Publication, Distribution, etc.

، ۱۴۰۱

Specific Material Designation and Extent of Item

۱۳۳ص.

Other Physical Details

:

Text of Note

زبان: فارسی

Text of Note

زبان چکیده: فارسی

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Text of Note

مصور، جدول، نمودار

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مهندسی شیمی

Date of degree

۱۴۰۱/۰۳/۰۱

Body granting the degree

صنعتی سهند

Text of Note

تصفیه فتوکاتالیستی یکی از راه‌های موثر برای حذف آلودگی‌های رنگی موجود در فاضلاب است .اما علاوه بر ساختار فتوکاتالیست نوع و شکل‌بندی فتوراکتور به کار رفته نیز در بازدهی حذف رنگ موثر است .لذا در این پایان-نامه ابتدا فتوکاتالیستBi- CuPc۲O۳- ZnOبا درصدهای مختلف فتالوسیانین مس (CuPc) از صفر تا ۲ درصد وزنی سنتز و تغییر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی فتوکاتالیست با تغییر مقدار CuPc بررسی شد .آنالیز XRD نشان داد با افزایش مقدار CuPc از صفر تا دو درصد اندازه بلورهای ZnO از ۵۴ به ۴۱ نانومتر کاهش و مقدار عیوب ساختاری افزایش می‌یابد .تصاویر مربوط به آنالیز FESEM نمونه ها نشان داد که نمونه‌ها دارای مورفولوژی چند لایه ای پوسته پوسته بهم پیوسته با نانوذرات کروی شکل الصاق شده به آنها می باشند .آنالیز DRS نیز نشان داد با افزایش CuPc مقدار جذب نوری افزایش و لبه جذب به سمت نور مرئی انتقال می‌یابد .مقدار جذب سطحی متیل اورانژ روی فتوکاتالیستی که حاوی مقدار بیشتری CuPc بود بیشتر بود که به افزایش سطح ویژه این نمونه‌ها مربوط بود .آنالیز TEM بلورهای شش گوشه نسبتا بزرگ ZnO با ذرات کرویBi ۲O۳ را در کنار آنها نشان داد .مطابق نتایج به دست آمده از آنالیز BET با افزایش مقدار CuPc توزیع منافذ یکنواخت‌تر و اندازه منافذ کوچک‌تر شده در حالیکه هندسه حفرات در تمامی نمونه‌ها به صورت استوانه‌ای بود .مطالعه عملکرد این فتوکاتالیست‌ها در یک فرایند سونوفتوکاتالیستی ناپیوسته در یک راکتور دوغابی ناپیوسته برای تصفیه آب آلوده به متیل اورانژ نشان داد در حالیکه نمونه بدون CuPc تنها توانست ۵۲/۳۶ از متیل اورانژ را حذف کند، با افزایش مقدار CuPc درصد حذف سونوفتوکاتالیستی افزایش و در نمونه حاوی ۲ وزنی به ۹۴/۶۶ رسید .نتایج آزمون عملکرد فتوکاتالیست در راکتور دوغابی ناپیوسته نشان داد که بکارگیری امواج اولتراسونیک به تنهایی موجب تخریب ۶/۵ رنگ شده و اثر هم افزایی آن با قدرت ۳۰ وات با فتوکاتالیست موجب بهبود راندمان فرآیند تا ۹۴/۶۶ شد .همچنین آزمون‌های بازدارنده نشان داد حفرات و سوپراکسیدها گونه‌های فعال مسئول تجزیه سونوفتوکاتالیستی متیل اورانژ هستند و اولتراسوند صرفا موجب تجمع‌زدایی ذرات فتوکاتالیستی، افزایش انتقال جرم و تازه‌سازی سطح می‌شود .پس از تعیین فعال‌ترین فتوکاتالیست، این ماده بر روی دیواره‌های داخلی یک میکروفتوراکتور موئین پیوسته که برای اولین بار طبق اصول تشدید فرایندها طراحی شده پوشش داده شد .مقایسه عملکرد این میکروفتوراکتور با یک میلی‌فتوراکتور پیوسته و فتوراکتور دوغابی ناپیوسته نشان داد، میکروفتوراکتور جدید علاوه بر مقدار حذف بیشتر متیل اورانژ، دارای ثابت سرعت واکنش بالاتر، بازده فضا-زمان، بازده فضا-زمان فتوکاتالیستی و بازده کوانتومی بالاتر است .مثلا بازده فضا-زمان فتوکاتالیستی میکروفتوراکتور ۱۰-۴‌ ۳/۷۴ مترمکعب فاضلاب بر متر مکعب راکتور.در روز.در کیلو وات بود، در حالیکه این مقدار برای میلی‌فتوراکتور پیوسته ۱۰-۲‌ ۲/۱۷ و برای راکتور دوغابی ناپیوسته بسیار کم و در حد ۱۰-۶‌ ۷/۵ مترمکعب فاضلاب بر متر مکعب راکتور.در روز.در کیلو وات بود .تأثیر قطر و طول میکرولوله‌ها بر عملکرد میکروفتوراکتور موئین نشان داد که قطر بیشتر و طول کمتر میکرولوله‌ها عملکرد میکروفتوراکتور را افزایش می‌دهد .آنالیز لیزر و شبیه‌سازی‌های کامسول نشان داد این نتیجه به دلیل کاهش اثرات وروی و تغییر حالت جریان در لوله و تغییر رژیم جریان به جریان خزشی، کاهش افت فشار و کاهش اتلاف فتون در لوله‌های کوتاه و پهن است

Text of Note

10-2 m3 wastewater/m3 reactor.day.kW, for the tubular miliflow photoreactor, revealing positive effect of process intensification on the efficiency of the photocatalytic degradation of MO. The effect of diameter and length of microtubes on the performance of microphotoreactor showed that wider and shorter length of micro capillary tubes increasde the performance of microfractor. Laser analysis and CAMSOL simulations showed that this result is due to the reduction of entrance effect in the tube and the change of flow regime to creep flow, reduction of pressure drop and reduction of photon loss in short and wide tubes‌10-6 m3 wastewater/m3 reactor.day.kW, for a studied batch photoreactor, and 2.17‌10-2 m3 wastewater/m3 reactor.day.kW, while this benchmark was 4 orders of magnitude lower, 7.5‌Photocatalytic treatment is one of the most effective ways to remove dye contaminants in wastewater. But in addition to the structure of the photocatalyst, the type and configuration of the photoreactor used are also effective in dye removal efficiency. Therefore, in this thesis, first CuPc-Bi2O3-ZnO photocatalyst with different weight percentages of copper phthalocyanine (CuPc) from zero to 2 was synthesized and the physical and chemical properties of the photocatalyst were changed by changing the amount of CuPc. XRD analysis showed that by increasing the amount of CuPc from 0 to 2 , the size of ZnO crystals decreased from 54 to 41 nm and the amount of structural defects increased. Images from FESEM analysis of the samples showed that the samples had a multilayered scaly morphology interconnected with spherical nanoparticles attached to them. DRS analysis also showed that with increasing CuPc, the amount of light absorption increases and the absorption edge is transferred to visible light. The adsorption of methyl orange on the photocatalyst containing more CuPc was higher due to the increase in the specific surface area of these samples. TEM analysis showed relatively large hexagonal ZnO crystals with spherical Bi2O3 particles next to them. According to the results of BET analysis, with increasing CuPc content, the pore distribution became more uniform and the pore size became smaller, while the geometry of the cavities in all samples was cylindrical. The study of the performance of these photocatalysts in a batch slurry photoreactor for the treatment of methyl orange contaminated water showed that while the CuPc-free sample was only able to remove 52.36 of the methyl orange, increasing the CuPc content to 2 wt., increased the removal percentage to 94.66 . The results of photocatalyst performance test in a batch slurry reactor showed that the use of ultrasonic waves alone caused 6.5 of dye removal and the synergistic effect of ultrasound with photocatalyst improved the process efficiency up to 94.66 . Scavenger tests also showed that holes and superoxides are the active species responsible for the sonophotocatalytic decomposition of methyl orange, and that ultrasound only causes the fragmention of photocatalytic particles, increased mass transfer, and surface refreshment. After determining the most active photocatalyst, the material was coated on the inner walls of the novel flow microcapillary photoreactor designed for the first time according to the principles of process intensification. Comparison of the performance of this microphotoreactor with a flow milliphotoreactor and batch slurry phototractor showed that the new reactor, in addition to more methyl orange removal, has higher reaction rate constant, space-time yield, photocatalytic space-time yield and higher quantum yield. For example, photocatalytic space-time yield for the fabricated intensified microphotoreactor was obtained 3.74

ba

Parallel Title

Fabrication and evaluation of continuous microcapillary photoreactor coated with CuPc-Bi۲O۳-ZnO nanophotocatalyst for wastewater treatment under visible LED lights

تصفیه فاضلاب

میکروفتوراکتور

فتوکاتالیست CuPc-Bi۲O۳-ZnO

تشدید فرایند

نور مرئی

Subject Term

Wastewater treatment, microphotoreactor, CuPc-Bi2O3-ZnO photocatalyst, Process intensification, Visible light

Subject Term

تصفیه فاضلاب، میکروفتوراکتور، فتوکاتالیست CuPc-Bi۲O۳-ZnO، تشدید فرایند، نور مرئی

کاظمی حکی، حمید

اللهیاری، سمیه، استاد راهنما

Country

ایران

Date of Transaction

20230913

Call Number

شیمی ،۲۱۰۳۸ ،۱۴۰۱

Host name

ی‌اهت‌سیلاتاکوتفونان‍ اب‍ ه‌دش‍ ه‌دناشوپ‍ ه‌تسویپ‍ ی‌نایرج‍ ن‌یئوم‍ ورکیم‍ ی‌اهروتکاروتف‍ ی‌بایزرا و ت‌خاس‍ CuPc-Bi2O3-ZnO ی‌ئرم‍ ی‌اهپ‌ملا ش‌بات‍ ت‌حت‍ ب‌لاضاف‍ ه‌یفصت‍ ت‌هج‍ LED.pdf

Access number

عادی

Compression information

عادی

Date and Hour of Consultation and Access

31029.pdf

Date and Hour of Consultation and Access

pch21038.pdf

Bits per second

0

Contact for access assistance

ایمانی

Electronic Format Type

متن

File size

0

Record control number

پ۴۵۷۷

Public note

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y