عنوان

حذف ترکیبات آلی فرار ‮‭(VOCs)‬ از هوا با استفاده از فرآیندهای اکسایش پیشرفته مبتنی برنانولوله‌صهای کربنی و نانوکاتالیزورهای اسپینلی

Number

‭۵۳۵۱پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

حذف ترکیبات آلی فرار ‮‭(VOCs)‬ از هوا با استفاده از فرآیندهای اکسایش پیشرفته مبتنی برنانولوله‌صهای کربنی و نانوکاتالیزورهای اسپینلی

First Statement of Responsibility

/فاطمه خوئینی

Name of Publisher, Distributor, etc.

تبریز: دانشگاه تبریز ، دانشکده شیمی ، گروه شیمی‌کاربردی

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۰۱‬ص‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

شیمی کاربردی

Date of degree

‮‭۱۳۹۰/۱۱/۲۵‬

Body granting the degree

تبریز: دانشگاه تبریز ، دانشکده شیمی ، گروه شیمی‌کاربردی

Text of Note

از آنجایی که ترکیبات آلی فرار از اصلی‌ترین آلاینده‌های هوا بشمار می‌صروند، حذف آنها از جریان های گازی آلوده از ضروریات بشمار می‌رود .با توجه به این مطلب که روش‌های سنتی تصفیه قادر نیستند تمام آلودگی را حذف نمایند و نیز هزینه‌ی بالا، اتلاف انرژی و آلاینده های ثانوی ناشی از این فرآیندها سبب شده است در دهه‌های اخیر تحقیقات گسترده‌ای برای یافتن تکنولوژی های مناسب‌تر آغاز گردد .روش‌های اکسیداسیون پیشرفته به علت داشتن مزایای زیاد نسبت به روش های سنتی بعنوان یک روش کاربردی و با پتانسیل بالا برای تصفیه ی آلاینده ها از جریان‌های گازی مطرح شده است .توسعه ی فرآیندهای اکسایش پیشرفته و استفاده از آنها در پروژه های صنعتی در وهله ی اول نیازمند طراحی و ساخت راکتورهایی کاملا تخصصی به منظور مطالعه ی جنبه های مختلف کلیه ی فرآیندهای اکسایش پیشرفته و در مرحله‌صی بعد مستلزم تثبیت فتوکاتالیزورها در مطالعه‌صی فرآیند اکسایش فتوکاتالیستی می باشد .با توجه به این که استفاده از این فرآیندها به صورت صنعتی نیازمند این موضوع است که این روش برداشته شود لذا در بخشی از این کار پژوهشی یک دستگاه فتوراکتور - که شامل یک همزن، امکان تعبیه ترمومتر، امکان تعبیه لوله کوارتز حاوی لامپ و خارج کردن آن، امکان تعویض صفحات کاتالیستی و ... بود، - طراحی و کارایی این راکتور در فرآیندهای اکسایش پیشرفته مورد بررسی قرار گرفت .به علاوه از یک روش مناسب و کاملا جدید، برای تثبیت این فوتوکاتالیست ها بر روی صفحات شیشه ای قابل تعویض بهره گرفته شد .در ضمن در این پروژه صرفا در حد مطالعه ی اولیه تأثیر نقش همزن در میزان حذف آلاینده نشان داده شد .در بخش دیگری از این کار تحقیقاتی نانوکاتالیزورهای جدید که عبارتند از کرومیت های روی، مس و آهن با استفاده از روش نیترات با ساختار اسپینل سنتز گردید .در ضمن علاوه بر معرفی فتوکاتالیزورهای جدید، با انتخاب ترکیب کرومیت روی با کمترین کارایی از سه ساپورت کاتالیستی شامل نانولوله های کربنی، کربن فعال و زئولیت‮‭HZSM‬ - ‮‭۵‬به منظور بررسی امکان افزایش کارایی آن استفاده شد .برای مشخص شدن میزان کارایی نانوکاتالیزورهای سنتز شده از یک فتوکاتالیروز صنعتی -دی اکسید تیتانیوم دگوسا‮‭۲۵ - P‬-به عنوان یک ماده ی استاندارد و تجاری برای کاربرد زیست محیطی به منظور مقایسه‌ص‍ استفاده شد .به منظور تعیین مشخصات نانوذرات سنتز شده و نیز کاتالیروز صنعتی دی اکسید تیتانیوم دگوسا‮‭۲۵ - P‬و ساپورت های مورد استفاده از تصاویر ‮‭SEM‬ و طیف‌صهای ‮‭XRD‬ و‮‭IR - FT‬بهره گرفته شده است .ساختارهای کریستالی نانو ذرات سنتز شده بر طبق آنالیزهای انجام شده جزء ساختارهای اسپینلی می باشد .در ضمن به کمک طیف های ‮‭XRD‬ و با استفاده از رابطه‌ی شرر اندازه‌ی قطر ذرات سنتز شده پیش‌بینی گردید، که پیش‌بینی‌ها حاکی از نانو بودن ذرات است .نتایج نشان داد که فعالیت فتوکاتالیتیکی ‮‭CuCr۲O۴‬ و ‮‭ZnCr۲O۴‬ کاهش می‌صیابد و بعد از گذشت ‮‭۳‬ ساعت تقریبا بطور کامل غیرفعال می‌شوند .غیرفعال سازی‮‭ZnCr۲O۴‬ سریعتر از ‮‭CuCr۲O۴‬ بوده و کارایی‮‭ZnCr۲O۴‬ در لحظات ابتدایی آزمایش کمتر از‮‭CuCr۲O۴‬ می‌باشد .از میان ترکیبات اسپینلی معرفی شده ‮‭FeCr۲O۴‬ دارای فعالیت کاتالیستی و راندمان تبدیل بالاتری بود علاوه بر آن برخلاف دو ترکیب دیگر در طول مدت بررسی غیرفعال نمی شد .ترکیب کرومیت روی با کمترین میزان تبدیل و غیرفعال شدن سریع به منظور مطالعه ی امکان افزایش فعالیت و پایداری انتخاب شد .مشاهده شد هر سه ساپورت کاتالیستی باعث افزایش فعالیت کاتالیستی و میزان پایداری کاتالیست مربوطه شد .با افزایش کربن فعال تنها غیرفعال سازی به تأخیر می‌افتد ولی استفاده از دو ساپورت زئولیت‮‭HZSM‬ - ‮‭۵‬و نانولوله های کربنی باعث عدم غیرفعال شدن و عدم کاهش کارایی این کاتالیست در طول زمان شد .برای اولین بار در این مطالعه نشان داده شد که ترکیبات کرومیتی اسپینلی قابلیت بسیار بالایی برای حذف ترکیبات آلی فرار می باشد .در ضمن استفاده از ساپورت های کاتالیستی برای یکی از این ترکیبات به عنوان نمونه نشان داد که کارایی این کاتالیست ها برای حذف آلاینده ها به سهولت قابلیت افزایش دار د

Text of Note

Since Volatile Organic Compounds (VOCs) are considered as the important environmental pollutants, it is necessary to remove them from pollutant air streams. Tradational chemical and physical processes for treating air-pollutants have disadvantages such as high cost, energy waste, generating seceondary pollution during the treatment process, the Advanced Oxidation Processes (AOPs) has been shown to go potentially advantageous and applicable in the treatment of pollutant gasses. Expantion of AOPs and using them in industrial projects needs some kind of consideration to be taken and they are as followed:"Design and building of complete professional reactors and "Stbilization of photoreactors for study of different acpects of AOPs. According to the use of these processes from the industrial point of view, these methods are needed to be experimented in semiindustrial reactors and then in the next step, these methods would be industrialized by complementary studies. Hence, in one part of this research work, a photoreactor is desingned wich it consists of a mixer, a lamp is placed in the inner tube, the possibility of thermometer setting and replacement of the catalyst plates and to take them out of reactor if necessary and the efficiency of this reactor for AOPs is taken into consideration. Furthermore, a new method was used for stabilization of photoctalysts on commerical glasses plates that is a simple and appropriate method for the purpose of these project. In some part of this project, it is investigated that the use of mixer can affect on the efficiency of these reactor for removal of VOCs In the other part of this research some new nanostructure photocatalysts were synthesized and photochemical properties of these nanostructure spinel choromite materials were prepared by nitrate way in order to produche homogeneous powder with large active sirface. Furthermore, it is considered that the effect of different supports on catalytic activities of nanostructure ZnCr2O4 for photochemical removal of VOCs. The supports consisted of Carbon Nano Tubes (CNTs), Activated Carbon (AC) and HZSM-5 zeolite. The gas phase photocatalytic convertion of isopropanol (from main VOCs and air pollutants) was investigated on the mentioned nanostructures catalysts. Removal efficiency of these new nanocatalysts were compared with an industrial photocatalyst, TiO2 Degussa P-25 which is a standard and commercial material for the invironmental aplicatins. The synthesized samples properties were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infra Red (FT-IR) and Scaning Electron Microscopy (SEM). Their crystal phases were spinel and the size of them were in the range of nanometer. The results showed that photocatalytic activity of the ZnCr2O4 and CuCr2O4 decreased and after 3 hours almost it became completely deactive. Deactivation of ZnCr2O4 was earlier than CuCr2O4 and and efficiency of ZnCr2O4 initialy was less than CuCr2O4. In the another case, FeCr2O4 performs an exceedingly good photocatalytic activity with no deactivation. Also, the results revealed that catalytic activity of the pure ZnCr2O4 catalyst decreased and after 3 hours it became completely deactive but adding AC delated deactivation time and increased decomposition with no moderate photocatalytic activity, but using of CNTs and HZSM-5 zeolite as a support perfoms an exceedingly good photocatalytic activity with no deactivation

Volatile Organic Compounds) VOCs)

Carbon Nanotubes

TiO2 nanoparticles

Advanced Oxidation Processes (AOPs)

spinel nanocatalysts

خوئینی،فاطمه

نیائی، علیقلی، استاد راهنما

سالاری، داریوش، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی