بررسی سنتیک فرایندهای تخریب فوتوکاتالیزوری 5-4-(دی متیل آمینو بنزیلیدن) ردانین در مجاورت فوتوکاتالیزورهای نانو تیتانیوم دی اکسید و نانو روی اکسید

فصل اول: مروری بر تحقیقات انجام شده

 

۱-۱- راه کاری نوین برای حفظ محیط زیست از آلودگی و سموم صنعتی

۱-۲- نانو تکنولوژی

۱-۲-۱- روش‌های ساخت مواد نانو

۱-۳- خواص نانو ذرات

۱-۳-۱- اثرات مضر نانو ذرات

۱-۴- نانو فتوکاتالیست

۱-۵- کلیات و تعاریف فوتوکاتالیزور

۱-۵-۱- سطوح انرژی نوار هدایت و ظرفیت نیمه رسانا

۱-۵-۲- جلوگیری از ترکیب مجدد الکترون – حفره با استفاده از اکسیژن

۱-۵-۳- تشکیل گونه فعال اکسیژن و فواید آن

۱-۵-۴-  تأثیر هیدروژن پراکسید بر سرعت فرایند فوتوکاتالیزوری

۱-۵-۵- نقش رادیکال هیدروکسیل در واکنش‌های اکسیداسیون

۱-۵-۵-۱-  مکانیسم و مراحل تشکیل رادیکال هیدروکسیل

۱-۶- عملکردهای کلی فتو کاتالیست­ها

۱-۷- نانو ذرات تیتانیم دی اکسید (۲TiO)

۱-۷-۱- برر.سی خواص فوتوالقایی ۲TiO (تیتانیم دی اکسید)

۱-۷-۱-۱- خواص فوق آب دوستی

۱-۷-۲- روش‌های سنتز تیتانیا

۱-۷-۳- کاربرد­های نانو تیتانیوم دی اکسید

۱-۸- بررسی نانو ذرات روی اکسید (ZnO)

۱-۹- جذب سطحی در فرایند فوتوکاتالیزوری

۱-۹-۱- مکانیزم‌های جذب سطحی

۱-۹-۲- جاذب‌ها

۱-۱۰- راه کارهایی برای بالا برد فعالیت فوتوکاتالیکی

۱-۱۰-۱- قرار دادن فلزات

۱-۱۰-۲- ترکیب نیمه هادی‌ها با هم

۱-۱۰-۳- استفاده از نگه‌دارنده‌ها

۱-۱۱- نانو پوشش‌های هوشمند تصفیه کننده هوا

۱-۱۱-۱- عملکرد نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید در پوشش‌های تصفیه کننده هوا

۱-۱۱-۲- نانو پوشش‌های هوشمند خود تمیز شونده

۱-۱۱-۳-  پوشش‌های آب گریز خود تمیز شونده

۱-۱۱-۴- پوشش‌های آب دوست خود تمیز شونده

۱-۱۱-۵- نانو پوشش‌های هوشمند زیست فعال

۱-۱۲- مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود

۱-۱۲-۱-  تبعیت مدل اصلاح شده لانگمویر- هینشل وود از سینیتیک درجه یک

 

فصل دوم:  بخش تجربی

 

۲-۱- معرف‌ها و مواد مورد استفاده

۲-۲- دستگاه‌های مورد استفاده

۲-۲-۱- سانتریفوژ

۲-۲-۲-  pHمتر

۲-۲-۳- طیف سنج ماورا بنفش- مرئی (UV-VIS)

۲-۲-۴- دستگاه فوتوشیمیایی

۲-۳- تهیه محلول ۲/۰ مولار اسید کلریدریک

۲-۴- تهیه محلول ۱/۰ مولار پتاسیم هیدروژن فتالات

۲-۵- تهیه محلول ۱/۰ مولار سدیم هیدروکسید

۲-۶- تهیه محلول ۱/۰ مولار پتاسیم دی هیدروژن فسفات

۲-۷- تهیه محلول ۵/۰ مولار پتاسیم هیدروژن فسفات

۲-۸- تهیه محلول ۰۲۵/۰ مولار بوراکس

۲-۹- تهیه محلول‌های بافر با­pH های مختلف

۲-۹-۱- تهیه محلول با pH برابر ۱

۲-۹-۲- تهیه محلول با pH برابر ۲

۲-۹-۳- تهیه محلول با pH برابر ۳

۲-۹-۴- تهیه محلول با pH برابر ۴

۲-۹-۵- تهیه محلول با pH برابر ۵

۲-۹-۶- تهیه محلول با pH برابر ۷

۲-۹-۷- تهیه محلول با pH برابر ۸

۲-۹-۸- تهیه محلول با pHبرابر ۹

۲-۹-۹- تهیه محلول با pHبرابر ۱۰

۲-۹-۱۰- تهیه محلول با  pHبرابر ۱۱

۲-۹-۱۱- تهیه محلول با pHبرابر ۱۲

۲-۱۰- اندازه گیری کمی غلظت معرف شیمیایی آلی

۲-۱۱- بررسی نوع فوتوکاتالیزور و به دست آوردن بهترین فوتوکاتالیزور برای تخریب

فوتوشیمیایی معرف شیمیایی آلی

۲-۱۲- بهینه کردن پارامترهای موثر بر واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین

۲-۱۲-۱- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز)

۲-۱۲-۱-۱- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز ) بر روی واکنش تخریب

فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با pH برابر ۹

۲-۱۲-۱-۲- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) بر روی واکنش تخریب

فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با pH برابر ۱۰

۲-۱۲-۱-۳- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) بر روی واکنش تخریب

فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با pH برابر ۱۱

۲-۱۲-۱-۴- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) بر روی واکنش تخریب

فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با pH برابر ۱۲

۲-۱۲-۱-۵- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) بر روی واکنش تخریب

فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با pH برابر ۱۳

۲-۱۲-۲- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور  نانو روی اکسید (ZnO)

۲-۱۲-۲-۱- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی

ردانین  در محلول بافری با pH برابر ۹

۲-۱۲-۲-۲- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی

ردانین در محلول بافری با pH برابر ۱۰

۲-۱۲-۲-۳-  بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی

ردانین در محلول بافری با pH برابر ۱۲

۲-۱۲-۲-۴-  بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی

ردانین در محلول بافری با pH برابر ۱۳

۲-۱۲-۳- بررسی اثر مدت زمان تابش نور

۲-۱۲-۳-۱- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین  با نانو تیتانیوم

دی اکسید (آناتاز) در محلول بافری با pH برابر

۲-۱۲-۳-۲- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین  با نانو تیتانیوم

دی اکسید (آناتاز) در محلول بافری با pH برابر ۱۰

۲-۱۲-۳-۳-  بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین  با نانو تیتانیوم

دی اکسید (آناتاز) در محلول بافری با pH برابر ۱۱

۲-۱۲-۳-۴- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین  با نانو تیتانیوم

دی اکسید (آناتاز) در محلول بافری با pH برابر ۱۲

۲-۱۲-۳-۵- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین  با نانو تیتانیوم

دی اکسید (آناتاز) در محلول بافری با pH برابر ۱۳

۲-۱۲-۴-۱- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین  با نانو روی

اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۹

۲-۱۲-۴-۲- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین  با نانو روی

اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۱۰

۲-۱۲-۴-۳- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین  با نانو روی

اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۱۲

۲-۱۲-۴-۴-   بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین  با نانو روی

اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۱۳

۲-۱۲-۵- بررسی اثر pH محیط واکنش

۲-۱۲-۵-۱- بررسی اثر  pHبر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی وقتی از نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز)

به عنوان فوتوکاتالیزور استفاده می‌شود

۲-۱۲-۵-۲- بررسی اثر  pHبر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی وقتی از نانو روی اکسید (ZnO) به

عنوان فوتوکاتالیزور استفاده می‌شود

۲-۱۳- بررسی سینتیک واکنش فوتوشیمیایی ردانین

۲-۱۳-۱- تعیین درجه واکنش فوتوشیمیایی هنگام استفاده از فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز)

۲-۱۳-۱-۱- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۹

۲-۱۳-۱-۲- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH  برابر ۱۰

۲-۱۳-۱-۳- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۱

۲-۱۳-۱-۴- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۲

۲-۱۳-۱-۵- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۳

۲-۱۳-۲- تعیین درجه واکنش فوتوشیمیایی هنگام استفاده از فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO)

۲-۱۳-۲-۱- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۹

۲-۱۳-۲-۲- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۰

۲-۱۳-۲-۳- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۲

۲-۱۳-۲-۴- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۳

۲-۱۴-۱- بررسی مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود وقتی از نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) به عنوان فوتوکاتالیزور استفاده می‌شود

۲-۱۴-۱-۱- ردانین در pH برابر ۹

۲-۱۴-۱-۲- ردانین در pH برابر ۱۰

۲-۱۴-۱-۳- ردانین در pH برابر ۱۱

۲-۱۴-۱-۴- ردانین در pH برابر ۱۲

۲-۱۴-۱-۵- ردانین در pH برابر ۱۳

۲-۱۴-۲- بررسی مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود وقتی از نانو روی اکسید (ZnO) به عنوان فوتوکاتالیزور استفاده می‌شود

۲-۱۴-۲-۱- ردانین در pH برابر ۹

۲-۱۴-۲-۲ – ردانین در pH برابر ۱۰

۲-۱۴-۳-۲-  ردانین در pH برابر ۱۲

۲-۱۴-۴-۲- ردانین در pH برابر ۱۳

 

فصل سوم: بحث و نتیجه گیری

 

۳-۱- رسم منحنی استاندارد معرف آلی مورد نظر جهت اندازه گیری‌های کمی

۳-۱-۱- رسم منحنی‌های استاندارد ردانین در pHهای مختلف

۳-۲- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور

۳-۲-۱- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی

ردانین در محلول بافری با pHهای مختلف

۳-۲-۱-۱- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۹

۳-۲-۱-۲-  اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۰

۳-۲-۱-۳-  اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۱

۳-۲-۱-۴-  اثر مقدار فوتوکاتالیزور در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۲

۳-۲-۱-۵-  اثر مقدار فوتوکاتالیزور در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۳

۳-۲-۲- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی

ردانین در محلول بافری با pHهای مختلف

۳-۲-۲-۱- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۹

۳-۲-۲-۲- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۰

۳-۲-۲-۳- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۲

۳-۲-۲-۴- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۳

۳-۳- بررسی اثر مدت زمان تابش نور

۳-۳-۱- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در محلول بافری

با pH های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (TiO2)

۳-۳-۱-۱- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۹ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید

۳-۳-۱-۲- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید

۳-۳-۱-۳- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۱ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید

۳-۳-۱-۴- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۲ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید

۳-۳-۱-۵- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید

۳-۳-۲- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در محلول بافری

با pH های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO)

۳-۳-۲-۱- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۹ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO)

۳-۳-۲-۲- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO)

۳-۳-۲-۳- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر  ۱۲ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO)

۳-۳-۲-۴- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO)

۳-۴- بررسی اثر pH محیط واکنش

۳-۴-۱- بررسی pH بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید

۳-۴-۲- بررسی pH بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO)

۳-۵- بررسی سینتیک واکنش تخریب فوتوشیمیایی معرف  شیمیایی آلی

۳-۵-۱- تعیین درجه واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در pH های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم

دی اکسید ( آناتاز )

۳-۵-۱-۱- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با  pHبرابر ۹

۳-۵-۱-۲- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با  pHبرابر ۱۰

۳-۵-۱-۳- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با  pHبرابر ۱۱

۳-۵-۱-۴- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با  pHبرابر ۱۲

۳-۵-۱-۵- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با  pHبرابر ۱۳

۳-۵-۲- تعیین درجه واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در pH­های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو روی

اکسید (ZnO)

۳-۵-۲-۱- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با  pHبرابر ۹

۳-۵-۲-۲- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با  pHبرابر ۱۰

۳-۵-۲-۳- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با  pHبرابر ۱۲

۳-۵-۲-۴- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با  pHبرابر ۱۳

۳-۶- بررسی مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز)

۳-۶-۱- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۹

۳-۶-۲- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۰

۳-۶-۳- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۱ ۹

۳-۶-۴- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۲

۳-۶-۵- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۳

۳-۷- بررسی مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO)

۳-۷-۱- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۹

۳-۷-۲-  مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۰

۳-۷-۳- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۲

۳-۷-۴ – مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۳

۳-۸- ثابت‌های KA،kr ، kobs در pH های مختلف با مقادیر بهینه کاتالیزور

 

بحث و نتیجه گیری