ساخت و مشخصه‌یابی فوتوکاتالیست‌های پایه نانوتیتانیا برای گوگردزدایی ترکیب مقاوم گوگردی دی‌بنزوتیوفن

مطابق استانداردهای جهانی، گوگرد موجود در سوخت‌های مورد استفاده در صنعت حمل و نقل به عنوان یکی از مهمترین صنایع آلایندگی باید حدود ppmw10 کاهش یابد و این در حالی است که بسیاری از پالایشگاه‌های دنیا، سوخت‌هایی با میزان گوگرد بیش از ppmw1000 تولید می‌کنند. یکی از روش‌های نوین و مقرون به صرفه کاهش گوگرد از بین تمامی روش‌های موجود روش‌های اکسیداسیون فوتوکاتالیستی می‌باشد.در تحقیق حاضر، ‌۳۰ نانوفوتوکاتالیست متفاوت با نسبت‌های بارگذاری و دوپینگ و همچنین با مقادیر درصد وزنی متفاوت از فلزهای کروم، نقره، سریم‌، مس و نیکل دوپه شده، طراحی،‌ ساخته و با استفاده از تکنیک‌های مشخصه‌یابی XRD، XRF، FESEM، EDXA، TEM و BET/BJH مورد بررسی قرار گرفتند. پایه‌ی زئولیتی به کار رفته در ساخت اکثر فوتوکاتالیست‌ها، نانوزئولیت فوجاسیت NaX می‌باشد که به روش هیدروترمال سنتز شده است.از بین تمام نانوفوتوکاتالیست‌های مورد استفاده در این پروژه، فوتوکاتالیست با ترکیب درصد ۸% وزنی نیکل دوپه شده در تیتانیوم دی اکسید بر پایه‌ی نانوزئولیت NaX، تهیه شده به روش سل-ژل،‌ با ساختار کریستالی تتراگونال، به عنوان کاتالیست منتخب در فرآیند گوگردزدایی اکسایشی مدنظر در این تحقیق تعیین گردید. میزان راندمان در آزمایش بهینه توسط کاتالیست مذکور و تحت تابش نور مرئی، ۹۹/۹۹% به دست آمد.

نوع فایل :word

تعداد صفحات :۳۰۸

*———————————–*

   فصل اول: کلیات

نانو

علم نانو

فناوری نانو

مواد نانو ساختار

۳ کاتالیزور

۳ نقش کاتالیست‌های نانو ساختار در حذف آلاینده‌های زیست محیطی

فرآیند سلژل در سنتز نانو فوتوکاتالیست‌ها

تجزیه فوتوکاتالیستی

نیمه هادی‌ها

فوتوکاتالیست

تیتانیوم دی اکسید

فوتوکاتالیزور TiO در مقیاس نانو

مکانیسم تخریب فوتوکاتالیستی تیتانیوم دی اکسید

بهبود کارایی و واکنش پذیری تیتانیوم دی اکسید

فوتوکاتالیز

۳ انواع کاتالیزورهای نیمه رسانا (فوتوکاتالیزور)

روش‌های مشخصه‌یابی نانوذرات

آنالیز میکروسکوپ الکترونی

آنالیز ساختاری

۳ آنالیز مورفولوژی

تاریخچه پیدایش زئولیت‌ها

ساختمان زئولیت‌ها

تخلخل زئولیت‌ها

ویژگی و موارد استفاده از زئولیت‌ها

خواص زئولیت‌ها

انواع زئولیت‌ها

زئولیت‌های طبیعی

زئولیت‌های سنتزی

پارامترهای مؤثر بر سنتز زئولیت

سنتز نانو بلورهای زئولیت

سنتز نانو بلورهای زئولیت با استفاده از ژل و محلول شفاف

سنتز نانو بلورهای زئولیت در فضای بسته

۳ راکتورهای شیمایی

راکتورهای ناپیوسته (Batch)3

فوتوراکتور۳

انواع راکتورهای فوتوکاتالیستی۳

راکتورهایTiO Slurry 3

۳ راکتورهای فوتوکاتالیستی Immobilized با TiO تثبیت شده

مختصری در مورد گوگرد، خواص آن

مضرات گوگرد و دلایل حذف آن۳

گوگرد در سوخت های گازوئیلی۳

گوگرد در سوخت بنزین۳

۳ اهمیت گوگردزدایی۳

۳ بررسی نقش واکنش‌های حرارتی و کاتالیستی در فرآیند گوگردزدایی۳

۳ دلایل مطرح شدن روش‌های فوتوکاتالیستی اکسیداسیونی گوگردزدایی۳

هدف از اجرای این تحقیق

    فصل دوم: مروری بر متون گذشته

مقدمه

اثر میزان گوگرد موجود در سوخت‌های مصرفی بر تشکیل ترکیبات آلاینده۳

۳ قوانین جهانی برای میزان گوگرد مجاز سوخت‌های تولیدی پالایشگاه‌ها

استانداردها و میزان گوگرد سوخت‌های تولیدی پالایشگاه‌های ایران

توزیع ترکیبات گوگردی در سوخت‌های تولیدی پالایشگاه‌ها

روش‌های مختلف گوگردزدایی

گوگردزدایی با استفاده از هیدرژن (HDS)

واکنش‌پذیری ترکیبات گوگردی در HDS

گوگردزدایی بدون استفاده از هیدرژن

گوگردزدایی فوتوکاتالیستی

    فصل سوم: مواد و روش‌ها

۳ دستگاه‌ها و وسایل مورد استفاده در آزمایشگاه

۳ مواد شیمیایی مورد استفاده در آزمایشگاه

۳۳ روش انجام آزمایشات

۳۳ نانو فوتوکاتالیست‌های مورد استفاده

۳۳ آماده‌سازی پایه : سنتز نانوزئولیت فوجاسیت NaX

۳۳۳ روش‌های سنتز و مشخصه‌یابی نانوفوتوکاتالیست‌ها

۳ تعیین Bandgap

۳ فرآیندهای فوتوکاتالیستی

۳ خوراک مورد استفاده

۳ فوتوراکتور طراحی شده

۳ آنالیز خوراک و محصولات۳

۳ کالیبراسیون دستگاه کروماتوگرافی گازی

۳ رسم منحنی کالیبراسیون

۳ روش انجام تست‌های گوگردزدایی فوتوکاتالیستی

۳ مطالعه‌ی ایزوترمیک فرآیند

۳ مطالعه‌ی سینتیک فرآیند۳

۳۳ بررسی عملکرد فوتوکاتالیست Pcat() درگوگردزدایی نمونه‌ی واقعی

   فصل چهارم: نتایج

سنتز و مشخصه‌یابی نانوزئولیت فوجاسیت NaX 3

تأثیر پارامترهای مختلف در سنتز زئولیت NaX 3

تفسیر نتایج آنالیزهای مشخصه‌یابی نانوزئولیت فوجاسیت NaX

تفسیر و تجزیه، تحلیل نتایج آنالیزهای مشخصه‌یابی نانوفوتوکاتالیست‌ها

تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat()

تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat()

۳ تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat(3)

تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat()

تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat()3

تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat()

تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat()

تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat()

تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat(3)

تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat()

تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat()

تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat()3

۳ تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat()

۳ تفسیر نتایج حاصل از اندازه‌گیری Bandgap

درصد تبدیل۳

بررسی تاثیر پارامترهای مؤثر در بازده فرآیند گوگردزدایی اکسایشی فوتوکاتالیستی۳

تفسیر نتایج سایرآزمایشات فوتوراکتوری گوگردزدایی

نتایج حاصل از آزمایشات گوگردزدایی با فوتوکاتالیست‌های گروه (الف)

نتایج حاصل از آزمایشات گوگردزدایی با فوتوکاتالیست‌های گروه (ج)

۳ مقایسه‌ی میان کل فوتوکاتالیست‌های Loading در گوگردزدایی۳

نتایج حاصل از آزمایشات گوگردزدایی با فوتوکاتالیست‌های گروه (د)۳

نتایج حاصل از آزمایشات گوگردزدایی با فوتوکاتالیست‌های گروه (ه)

نتایج حاصل از آزمایشات گوگردزدایی با فوتوکاتالیست‌های گروه (ت)

تعیین نوع فرآیند به کار گرفته شده در این تحقیق جهت گوگردزدایی۳

محاسبه‌ی ممان دوقطبی به روش تئوری شیمی کوانتومی

آنالیز خوراک و محصولات

چگونگی تفسیر نتایج کمی به دست آمده از دستگاه GCMS

چگونگی تفسیر نتایج کیفی حاصل از آنالیز GCMS

مطالعات سینتیکی واکنش

بررسی تطابق با مدل‌های سینتیکی

تفسیر نتایج آزمایش‌های گوگردزدایی نمونه واقعی گازوئیل

   فصل پنجم: بحث و پیشنهادات

نتیجه‌گیری

پیشنهادات