عنوان

تثبیت نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بر روی الکترود زغال فعال تهیه شده و بررسی قابلیت آن در تخریب یمژک آلاینده آلی مدل با استفاده از روش تلفیقی تک مرحله ای جذب سطحی الکتریکی و اکسایش پیشرفته

شماره

‭۹۵۱۲پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

تثبیت نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بر روی الکترود زغال فعال تهیه شده و بررسی قابلیت آن در تخریب یمژک آلاینده آلی مدل با استفاده از روش تلفیقی تک مرحله ای جذب سطحی الکتریکی و اکسایش پیشرفته

نام نخستين پديدآور

/بهارک ایوبی فیض

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: شیمی

متن يادداشت

چاپی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

شیمی کاربردی

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۳/۱۱/۲۵‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

در این کار پژوهشی برای اولین بار الکترود زغال فعال به شکل صفحه ای ‮‭(ACP)‬ در ابعاد نسبتا بزرگ‮‭(cm۳ ۹/۰‬ ‌‮‭۹/۴‬‌ ‮‭۸/۹)‬از پیش ماده ارزان قیمت، قابل دسترس و غیر هادی زغال چوب با روش فعالسازی فیزیکی تهیه شد .آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی ‮‭(SEM)‬ و جذب سطحی- واجذب نیتروژن ایجاد تخلخل زیاد در سطح زغال فعال را تأیید کردند .مساحت سطح و حجم تخلخل زغال فعال در مقایسه با زغال چوب به ترتیب ‮‭۸۰۰‬ و ‮‭۴۷‬ برابر افزایش نشان دادند .در اثر فعالسازی زغال چوب هدایت الکتریکی آن تا حد بسیار زیادی افزایش یافته و از‮‭۱۰ -۱ ۶- S m‬‌ ‮‭۹۳/۳‬ به مقدار‮‭۱۶/۴۰۳ - S m‬ ‮‭۱‬رسید .قابلیت الکترود ‮‭ACP‬ تهیه شده در حذف آلاینده راکتیو نارنجی ‮‭۲۹‬ از پساب رنگرزی طی فرآیند جذب سطحی الکتریکی بررسی شد .تأثیر‮‭pH‬ پساب، مقدار پتانسیل اعمالی و زمان تماس بین جاذب و جذب شونده بر روی فرآیند جذب سطحی الکتریکی با استفاده از طراحی مرکب مرکزی ‮‭(CCD)‬ روش رویه پاسخ ‮‭(RSM)‬ بررسی شد و فرآیند بهینه سازی و مدلسازی گردید .راندمان حذف ماده رنگزا بر اساس آزمایش تجربی در شرایط بهینه=‮‭۴pH‬ ، ولتاژ ‮‭mV ۴۵۰‬ و مدت زمان ‮‭min ۱۲۰‬برابر ‮‭۷۶‬ بدست آمد .الکترود ‮‭ACP‬ استفاده شده با اعمال پتانسیل معکوس در مدت زمان کوتاه احیاء گردید .مطالعات مشخص نمودند که فرآیند جذب سطحی الکتریکی از مدل سینتیکی شبه درجه اول تبعیت می‌نماید .در بخش دوم نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید ‮‭(TiO۲)‬ با استفاده از روش الکتروفورتیک بر روی الکترود ‮‭ACP‬ تثبیت شدند .مقایسه تصاویر ‮‭SEM‬ بدست آمده از سطح الکترود ‮‭ACP‬ قبل و بعد از تثبیت ‮‭TiO۲‬ حاکی از عملکرد بسیار خوب روش الکتروفورتیک در تثبیت یکنواخت نانو ذرات ‮‭TiO۲‬ در تمام سطح الکترود بود .عملکرد نانو کامپوزیت هادی ‮‭TiO۲/ACP‬ در حذف آلاینده آلی از آب آلوده شده طی فرآیند تلفیقی تک مرحله ای جذب سطحی الکتریکی و تخریب فتوالکتروکاتالیستی ادامه چکیده :تحت تابش نور ماوراء بنفش ‮‭(UV)‬ بررسی شد .ماده رنگزای راکتیو قرمز ‮‭۶۶‬ به عنوان آلاینده مدل انتخاب گردید .اثر غلظت اولیه آلاینده، ولتاژ اعمالی، غلظت الکترولیت، ‮‭pH‬ و زمان تابش نور ‮‭UV‬ بر روی فرآیند تلفیقی تک مرحله‌ای جذب سطحی الکتریکی و تخریب فتوالکتروکاتالیستی بررسی شد و فرآیند با استفاده از ‮‭CCD‬ بهینه سازی و مدلسازی گردید .شرایط بهینه بدست آمده عبارت بودند از :غلظت اولیه ماده رنگزا برابر با‮‭mg L۱ ۳۰‬ ، غلظت الکترولیت برابر با ‮‭L۱ ۳۸/۴‬ ‮‭g‬ و ولتاژ اعمالی برابر با ‮‭mV ۲۵۰‬ در ‮‭pH‬ برابر با ‮‭۴‬ تحت تابش نور ‮‭UV‬ به مدت .‮‭min ۱۲۰‬ کارایی نانو کامپوزیت هادی ‮‭TiO۲/ACP‬ در تخریب راکتیو قرمز ‮‭۶۶‬ حتی پس از هفت مرتبه رنگزدائی متوالی تغییر نکرد که مؤید پایداری بالای نانو کامپوزیت تهیه شده است .در بخش سوم به منظور تهیه فتوالکتروکاتالیست فعال در منطقه تابش مرئی، برای اولین بار نانو ذرات هماتیت) - ‮‭Fe۲O۳)‬و ‮‭TiO۲‬ به صورت همزمان و با استفاده از روش الکتروفورتیک بر روی الکترود ‮‭ACP‬ تثبیت شدند .آنالیز‮‭SEM‬ ، پراش اشعه‮‭(XRD)‬ ‮‭X‬ ، تابش ‮‭X‬ با پراکندگی انرژی ‮‭(EDX)‬ و میکروسکوپ الکترونی عبوری ‮‭(TEM)‬ حاکی از تثبیت یکنواخت نانو ذرات بر سطح ‮‭ACP‬ بودند .افزایش جذب ‮‭TiO۲‬ در ناحیه مرئی با افزودن نانو ذرات -‮‭Fe۲O۳‬، با استفاده از آنالیز اسپکتروسکوپی انعکاسی نشری ‮‭(DRS)‬ تصدیق شد .در این بخش عملکرد نانو کامپوزیت - ‮‭Fe۲O۳/TiO۲/ACP‬در تخریب آلاینده رنگزای راکتیو زرد ‮‭۳۹‬ طی فرآیند تلفیقی تک مرحله ای جذب سطحی الکتریکی و تخریب فتوالکتروکاتالیستی تحت تابش نور مرئی بررسی شد و تأثیر غلظت اولیه ماده رنگزا، غلظت الکترولیت، پتانسیل الکتریکی اعمالی و زمان تابش نور مرئی با استفاده از ‮‭CCD‬ بررسی، مدلسازی و بهینه سازی شد .مقایسه توانایی فرآیند تلفیقی با استفاده از نانو کامپوزیت - ‮‭Fe۲O۳/TiO۲/ACP‬در شرایط بهینه با فرآیندهای جذب سطحی، جذب سطحی الکتریکی و تخریب فتوکاتالیستی با استفاده از نانو کامپوزیت - ‮‭Fe۲O۳/TiO۲/ACP‬در حضور نور مرئی نشان داد که فرآیند تلفیقی بسیار مؤثرتر از دیگر فرآیند های مورد بررسی است .عدم انحلال آهن از نانو کامپوزیت و تکرارپذیری عملکرد آن در تخریب راکتیو زرد ‮‭۳۹‬ طی پنج مرتبه رنگزدائی متوالی، دلیلی بر پایداری نانو کامپوزیت بود .در مرحله چهارم تأثیر اکسید کننده هایی مانند‮‭H۲O۲‬ ،‮‭S۲O۸۲‬ ،‮‭IO۴‬ ، ‮‭BrO۳‬ و‮‭ClO۳‬ در تقویت عملکرد نانو کامپوزیت - ‮‭Fe۲O۳/TiO۲/ACP‬طی فرآیند تلفیقی تک مرحله ای جذب سطحی الکتریکی و تخریب فتوالکتروکاتالیستی در حضور نور مرئی مورد مطالعه قرار گرفت و مدل سینتیکی مربوط به این فرآیند شناسایی شد .اکسید کننده ‮‭BrO۳‬ با غلظت ‮‭mM ۵‬ دارای بیشترین قدرت حذف آلاینده رنگزای راکتیو زرد ‮‭۳۹‬ با حذف ‮‭۱۰۰‬ ماده رنگزا در کمترین زمان ‮‭(min ۸۰)‬ بود .ادامه چکیده :تخریب و معدنی سازی ماده رنگزا بوسیله اندازه گیری کل کربن آلی ‮‭(TOC)‬ بررسی شد و مشخص گردید پس از ‮‭۸‬ ‮‭h‬ نانو کامپوزیت در حضور‮‭BrO۳‬، طی فرآیند تلفیقی تحت تابش نور مرئی قادر به معدنی سازی همه مواد آلی محلول شد .مواد حدواسط تولید شده در جریان تخریب طی فرآیند تلفیقی تک مرحله ای جذب سطحی الکتریکی و تخریب فتوالکتروکاتالیستی تحت تابش نور مرئی با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی- اسپکتروسکوپی جرمی شناسایی شدند و بر اساس محصول های شناسایی شده مکانیسمی برای تخریب آلاینده پیشنهاد گردید .در نهایت عملکرد نانو کامپوزیت - ‮‭Fe۲O۳/TiO۲/ACP‬در رنگزدائی پساب نساجی حاوی راکتیو زرد ‮‭۳۹‬ در حضور ‮‭BrO۳‬ و تابش نور مرئی بررسی شد .مقدار اکسیژن مورد نیاز شیمیایی ‮‭(COD)‬ پساب واقعی پس از ‮‭۸‬ ‮‭h‬ حدود ‮‭۸۸‬ کاهش یافت .

متن يادداشت

10-6 S m-1 to 403.16 S m-1. The ability of ACP was investigated in removal of reactive orange 29 from textile wastewater using electrosorption process. The effect of wastewater pH, applied potential and contact time on this process was optimized and modeled using central composite design (CCD) of response surface methodology (RSM) approach. The decolorization efficiency of 76 was obtained at optimum conditions of applied potential = 450 mV, pH = 4, and Continuing:contact time = 120 min. The used ACP was regenerated at the short time by applying reverse potential. Finally, the kinetics of the electrosorption process was determined.In the second part, titanium dioxide (TiO2) nanoparticles were immobilized on the surface of the ACP by electrophoretic deposition method (EPD). Comparison of SEM images before and after TiO2 immobilization on ACP (TiO2/ACP) showed that immobilization by EPD method was successful and TiO2 nanoparticles were uniformly immobilized on the surface of ACP. The ability of TiO2/ACP nanocomposite was investigated in degradation of Reactive Red 66 using electrosorption and photoelectrocatalytic degradation one-stage combined process. The effect of dye concentration, electrolyte concentration, pH, applied potential, and contact time was optimized and modeled using CCD. The initial dye concentration of 30 mg L-1, electrolyte concentration of 4.38 g L-1, pH of 4, applied potential of 250 mV, and contact time of 120 min were determined as optimum condition. TiO2/ACP nanocomposite showed good catalytic activity even after seven successive decolorization cycles which confirmed its high stability.In the third part, in order to prepare an active photoelectrocatalyst under visible irradiation, hematite (?-Fe2O3) and TiO2 nanoparticles were immobilized simultaneously on the surface of the ACP by EPD method. X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), SEM, and energy dispersive X-ray (EDX) analysis confirmed the uniform immobilization of nanoparticles on the surface of the ACP. It was confirmed by diffuse reflectance spectroscopy (DRS) analysis that adding ?-Fe2O3 to TiO2 caused to increase of the TiO2 optical absorption in the visible light range. The ability of ?-Fe2O3/TiO2/ACP nanocomposite was investigated in the degradation of Reactive Yellow 39 using electrosorption-assisted photoelectrocatalytic degradation process under visible light irradiation. The effect of initial dye concentration, electrolyte concentration, applied potential, and contact time on this process was optimized and modeled using CCD approach. Comparison of the ability of the one-stage combined Continuing:process in decolorization by ?-Fe2O3/TiO2/ACP nanocomposite at the optimum conditions with that of adsorption, electrosorption, and photocatalytic degradation under visible light irradiation indicated that the electrosorption-assisted photoelectrocatalytic degradation process is more effective than the others. Lack of iron ions in the solution and application of nanocomposite in successive degradation cycles showed its good stability.In the fourth part, the effect of H2O2, S2O82?, BrO3?, ClO3?, and IO4? oxidants on the performance of ?-Fe2O3/TiO2/ACP was investigated through electrosorption-assisted photoelectrocatalytic degradation process under visible irradiation and the kinetics of the process was determined. BrO3? with the concentration of 5 mM was the most effective oxidant in the removal of Reactive Yellow 39 with the decolorization efficiency of 100 at a short time (80 min). The mineralization of dye was determined by total organic carbon (TOC) measurement analysis. It was indicated that all of the dissolved organic substrates were mineralized after 8 h in the presence of BrO3? through electrosorption-assisted photoelectrocatalytic degradation process under visible irradiation using ?-Fe2O3/TiO2/ACP nanocomposite. The gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis was employed to identify the intermediate products and a plausible degradation pathway was proposed. Finally, the ability of ?-Fe2O3/TiO2/ACP nanocomposite in decolorization of Reactive Yellow 39 from textile wastewater was investigated using electrosorption-assisted photoelectrocatalytic degradation process in the presence of BrO3? under the visible light irradiation. Chemical oxygen demand (COD) of the real wastewater was reduced about 88 after 8 h‌0.9 cm3) was prepared from low-cost, abundant, and non-conductive charcoal through physical activation method. Scanning electron microscopy (SEM) and nitrogen adsorption-desorption analyses confirmed creation of the porosity on the surface of the activated charcoal. Surface area and pore volume of the activated carbon comparing with those of charcoal enhanced 800-fold and 47-fold, respectively. Due to the activation, the electrical conductivity of charcoal greatly increased from 3.93‌4.9‌In this work, for the first time, electrode of activated charcoal plate (ACP) in the relatively large size (9.8

مستند نام اشخاص تاييد نشده

ایوبی فیض، بهارک

مستند نام اشخاص تاييد نشده

عابر، سهیل، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

ختائی، علیرضا، استاد مشاور

مستند نام اشخاص تاييد نشده

علیپور، اسماعیل، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی