تهیه و بررسی فعالیت کاتالیزگری نانوکامپوزیتهای تیتانیوم دی اکسید دوپه شده با تعدادی از عناصر لانتانیدی/ پلیاکسومتالات

در این پژوهـش، نانـو ذرات تیـتانیوم دی­اکسـید دوپـه شـده با تعدادی از عناصر لانتانیدی (Pr, Nd, Sm, Eu, Tb)  به روش سل-ژل تهیه گردیدند. یک سری از نانو کامپوزیت­های جدید شامل درصدهای جرمی مختلف از ترکیب پلی­اکسومتالات (%۳۰-۱۰) K₉(NH₄)H₂[(OCe)₃(A-α-PW₉O₃₄)₂]. 20H₂O (PWCe)  بارگذاری شده بر روی نانومواد دوپه شده با عناصر لانتانیدی مختلف با استفاده از روش ساده بارورسازی تهیه و به عنوان فوتوکاتالیزگرهایی موثر معرفی گردیدند. از روش­های مختلفی شامل طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی با وضوح بالا (FESEM)، الگو پراش پرتو X (XRD)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو X ( EDX) و طیف سنجی بازتاب نفوذی (DRS) جهت شناسایی و تعین خواص نانوفوتوکاتالیزگرهای تهیه شده استفاده گردید. با استفاده از فنون به کاربرده شده مشخص شد که ترکیب PWCe با موفقیت بر روی نانوذرات TiO₂ دوپه شده با عناصر لانتانیدی بار گذاری شده است و اندازه نانوکامپوزیت­های تهیه شده کمتر از nm 20 می­باشد. همچنین معلوم شد عناصر لانتانیدی دوپه شده شکاف انرژی TiO₂ را کاهش داده و باعث جابه­ جایی قابل ملاحظه جذب به سمت ناحیه مرئی شده اند. فعالیت فوتوکاتالیزگری این نانوکامپوزیت­ها در تخریب فوتوکاتالیزگری متیل اورانژ و آمینوآزوبنزن تحت نور UV مورد بررسی قرار گرفت. اثر پارامترهای مختلفی مانند درصد جرمی PWCe ، مقدار فوتوکاتالیزگر و pH محلول بررسی شد. نتایج نشان داد فعالیت فوتوکاتالیزگری نانوذرات TiO₂ به طور قابل ملاحظه­ ایی با دوپه کردن عناصر لانتانیدی و حضور ترکیب PWCe افزایش می­یابد. افزایش فعالیت فوتوکاتالیزگری با نهش ترکیب PWCe  به تاثیر متقابل ترکیب PWCe و TiO₂ به روی یکدیگر ربط داده می­شود. مشخص شد که سنتیک واکنش تخریب فوتوکاتالیزگری متیل اورانژ و آمینو آزوبنزن از سنتیک ظاهری مرتبه اول پیروی می­کند و کاتالیزگرها به راحتی جدا و بازیابی شدند.

نوع فایل :word

تعداد صفحات :۱۱۶

*———————————–*

فصل اول بررسی منابع

۱-۱-مقدمه

۱-۲-رنگ­های آزو۲

۱-۳- روش­های حذف رنگ

۱-۴- معرفی فوتوکاتالیزگر

۱-۴-۱- تاریخچه

۱-۴-۲- ساز وکار و عملکرد فوتوکاتالیزگرها

۱-۴-۳- باز‌یابی فوتوکاتالیزگرها

۱-۴-۴- انواع فوتوکاتالیزگر

۱-۵- پلی­اکسومتالات­ها

۱-۵-۱- فعالیت کاتالیزگری پلی­اکسومتالات

۱-۵-۲- معایب هتروپلی­اکسومتالات­ها به عنوان کاتالیزگر

۱-۶- نانو تکنولوژی

۱-۶-۱- روش‌های تهیه­ی نانو ذرات

۱-۶-۲- نانو کاتالیزگرها

۱-۶-۳- ویژگی های نانوکاتالیزگرها

۱-۶-۴- نانو فوتوکاتالیزگر

۱-۷- اهداف پروژه

فصل دوم آزمایش­ها و کارهای عملی

۲-۱- مقدمه

۲-۲- مواد اولیه مورد استفاده

۲-۳- مشخصات دستگاه­ها و تجهیزات به­کار رفته در تولید، شناسایی و کاربرد نانوذرات

۲-۴- روش تولید نانومواد و پیش ماده

۲-۴-۱- تهیهA- α -Na8HPW9O34xH2O

۲-۴-۲- تهیه K9(NH4)H2[(OCe)3(A- α -PW9O34)2] 20H2O

۲-۴-۳- تهیه نانوکامپوزیتهای  Ln = ( Pr, Nd, Sm, Eu, Tb)-TiO2

۲-۴-۴- تهیه نانو کامپوزیت­های PWCe  Ln = ( Pr, Nd, Sm, Eu, Tb)- TiO2/با نسبت جرمی پلی اکسو­متالات بار­گذاری شده به بستر ۲۰،۱۰ و ۳۰ درصد ۲۵

۲-۵- بررسی خاصیت فوتوکاتالیزگری نانوکامپوزیتهای تهیه شده

۲-۵-۱- اثر pH بر فعالیت فوتوکاتالیزگر

۲-۵-۲- اثر نسبت جرمی پلی­اکسومتالات به بستر بر فعالیت فتوکاتالیزگری

۲-۵-۳- اثر مقدار فوتوکاتالیزگر بر فعالیت فوتوکاتالیزگری

۲-۵-۴- اثر بارگذاری پلی­اکسومتالات­ها بر فعالیت فوتوکاتالیزگری

۲-۵-۵-  فوتولیز و اثر دوپه کردن عناصرلانتانیدی بر فعالیت فوتوکاتالیزگری۲۸

۲-۶- بررسی سنتیک واکنش­های فوتوکاتالیزگری

۲-۷- بازیابی فوتوکاتالیزگر

۲-۸ – بررسی تخریب نوری آمینو آزو بنزن (زرد آنیلین)  ۲۹

۲-۸-۱- بررسی سنتیک واکنش تخریب فوتوکاتالیزگری آمینو آزو بنزن

۲-۹- اکسایش سولفیدها ۲۹

فصل سوم: نتایج و بحث

۳-۱- مقدمه

۳-۲- شناسایی و تعیین خواص نانومواد تهیه شده

۳-۲-۱- طیف سنجی FT-IR

۳-۲-۲- طیف سنجی الکترونی روبشی(SEM)

۳-۲-۳- الگوپراش پرتو (XRD)X35

۳-۲-۴- طیف سنجی پراش انرژی پرتو X( EDX)

۳-۲-۵- طیف سنجی بازتاب نفوذی (DRS)

۳-۳- واکنش فوتوکاتالیزگری تخریب متیل اورانژ با نانوکامپوزیت­های تهیه شده

۳-۳-۱- بررسی اثر pH بر فعالیت فوتوکاتالیزگر

۳-۳-۲-  بررسی اثر نسبت جرمی پلی­اکسومتالات به بستر بر فعالیت فتوکاتالیزگری

۳-۳-۳- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزگر بر فعالیت فوتوکاتالیزگری۴۵

۳-۳-۴- بررسی اثر دوپه کردن عناصرلانتانیدی و فوتولیز بر فعالیت فوتوکاتالیزگری

۳-۳-۵- بررسی اثر بارگذاری پلی­اکسومتالات­ها بر فعالیت فوتوکاتالیزگری

۳-۴- بررسی سنتیک واکنشهای فوتوکاتالیزگری

۳-۵- بازیابی فوتوکاتالیزگر

۳-۶ – بررسی تخریب فوتوکاتالیزگری آمینو آزو بنزن (زرد آنیلین)

۳-۶-۱- بررسی سنتیک واکنش تخریب فوتوکاتالیزگری آمینو آزو بنزن

۳-۷- اکسایش سولفیدها

۳-۸- نتیجه گیری

فهرست منابع