دفاعیه کارشناسی ارشد (محیط زیست) سنتز و تعیین مشخصات نانوکامپوزیت فتوکاتالیستی AgTiO۲/PVA جهت استفاده در تصفیه فاضلاب
| تاریخ ارسال: 1400/7/24 |
دانشجو: آقای محمد طه دهقانی
استاد راهنما: دکتر محمددلنواز
زمان: دوشنبه ۲۶ مهر ماه ۱۴۰۰ ساعت: ۱۵:۴۵
لینک ورود به جلسه
استاد راهنما: دکتر محمددلنواز
زمان: دوشنبه ۲۶ مهر ماه ۱۴۰۰ ساعت: ۱۵:۴۵
لینک ورود به جلسه
چکیده:
در کار حاضر، نانوکامپوزیت AgTiO۲/PVA سنتز گردید و سپس کارایی فتوکاتالیستی آن با کمک لامپ UV در حذف رنگ سنتزی RB ۱۹ و فلزات سنگین از پساب واقعی صنعت آبکاری واقع در شهرک صنعتی شهرستان یزد مورد بررسی قرار گرفت. ارزیابی ساختار شیمیایی ،فیزیکی و مورفولوژی نانوکامپوزیت AgTiO۲/PVA با استفاده از آنالیزهای کمی FT-IR ، XRD ، SEM ، EDS ، BET ، PL و DRS صورت گرفت. به منظور ارزیابی اثربخشی متغیرهای زمان تماس، مقدار AgTiO۲/PVA، غلظت رنگ راکتیو آبی ۱۹و pH محلول اولیه، از نرم افزار آماری Design Expert ۱۲ و روش طراحی سطوح پاسخ (طراحی مرکب مرکزی) استفاده گردید تا علاوه بر بهینه سازی تعداد آزمایشات، نقاط بهینه هر یک از متعیرها معرفی گردد. شرایط بهینه شده به روش RSM برای حذف رنگ راکتیو آبی ۱۹، غلظت AgTiO۲/PVA ۰/۱۶۴ گرم بر لیتر، غلظت رنگ ۱۰۰/۰ میلی گرم در لیتر، pH محلول ۸/۶ = pH و زمان تماس ۲۱۰ دقیقه، در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد بدست آمد. شرایط بهینه به روش RSM برای حذف فلزات سنگین از پساب واقعی آبکاری با غلظت اولیه (کروم ۱۴۱/۲۶ میلی گرم در لیتر، مس ۳۳/۸۷ میلی گرم در لیتر، نیکل ۱۹/۸۹ میلی گرم در لیتر، روی ۶۹/۹۵ میلی گرم در لیتر) غلظتAgTiO۲/PVA ۰/۰۹ گرم بر لیتر، pH محلول ۵/۴ = pH و زمان تماس ۲۳۶ دقیقه، در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد بدست آمد. با توجه به شرایط بهینه بدست آمده، بیشترین راندمان حذف رنگ راکتیو آبی ۱۹ (۰۹/۸۴%) و فلزات سنگین (کروم ۸/۹۴%، مس ۸۵/۰۱%، نیکل ۷۷/۰۶%، روی ۷۷/۵۴%) در حضورAgTiO۲/PVA بدست آمد. بررسی قابلیت بازیافت فتوکاتالیست نشان داد که فعالیت فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت AgTiO۲/PVA در حذف رنگزای آبی ۱۹ پس از ۵ چرخه ۷۷/۹% میباشد و تنها ۶/۱۹% کمتر از چرخه اول (۸۴/۰۹%) است، همچنین در حذف فلزات سنگین (مس) پس از ۵ چرخه، راندمان حذف ۸۰/۰۱% میباشد و تنها ۵% کمتر از چرخه اول (۸۵/۰۱%) است. به طور کلی، نتایج ثابت کرد که ادغام Ag با نانوذره TiO۲ به دلیل کاهش باز ترکیب الکترون-حفره ناشی از به دام افتادن الکترون توسط ذرات نقره منجر به بهبود کارایی فوتوکاتالیست می‌گردد. از طرف دیگر، وجود پلی‌وینیل‌الکل میتواند ویژگیهایی مانند آب دوستی بالا، قابلیت پردازش، تشکیل خوب فیلم و خواص فیزیکی عالی را در نانوکاتالیست نهایی ایجاد کند. علاوه بر این، ثابت شده است که برهمکنش بین پلیمرها و AgTiO۲ میتواند انتقال الکترون را سرعت بخشیده و باعث جداسازی سریع بار و کاهش میزان باز ترکیبی الکترون و حفره شود. مطالعات سنتیکی و ایزوترم جذبی به خوبی نشان داد که سنتیک واکنش حذف رنگ و فلزات سنگین از نوع شبه درجه دوم و ایزوترم جذب برای فلزات سنگین مدل ایزوترم لانگموئر و برای رنگزای آبی ۱۹ مدل ایزوترم فروندلیچ میباشد.
در کار حاضر، نانوکامپوزیت AgTiO۲/PVA سنتز گردید و سپس کارایی فتوکاتالیستی آن با کمک لامپ UV در حذف رنگ سنتزی RB ۱۹ و فلزات سنگین از پساب واقعی صنعت آبکاری واقع در شهرک صنعتی شهرستان یزد مورد بررسی قرار گرفت. ارزیابی ساختار شیمیایی ،فیزیکی و مورفولوژی نانوکامپوزیت AgTiO۲/PVA با استفاده از آنالیزهای کمی FT-IR ، XRD ، SEM ، EDS ، BET ، PL و DRS صورت گرفت. به منظور ارزیابی اثربخشی متغیرهای زمان تماس، مقدار AgTiO۲/PVA، غلظت رنگ راکتیو آبی ۱۹و pH محلول اولیه، از نرم افزار آماری Design Expert ۱۲ و روش طراحی سطوح پاسخ (طراحی مرکب مرکزی) استفاده گردید تا علاوه بر بهینه سازی تعداد آزمایشات، نقاط بهینه هر یک از متعیرها معرفی گردد. شرایط بهینه شده به روش RSM برای حذف رنگ راکتیو آبی ۱۹، غلظت AgTiO۲/PVA ۰/۱۶۴ گرم بر لیتر، غلظت رنگ ۱۰۰/۰ میلی گرم در لیتر، pH محلول ۸/۶ = pH و زمان تماس ۲۱۰ دقیقه، در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد بدست آمد. شرایط بهینه به روش RSM برای حذف فلزات سنگین از پساب واقعی آبکاری با غلظت اولیه (کروم ۱۴۱/۲۶ میلی گرم در لیتر، مس ۳۳/۸۷ میلی گرم در لیتر، نیکل ۱۹/۸۹ میلی گرم در لیتر، روی ۶۹/۹۵ میلی گرم در لیتر) غلظتAgTiO۲/PVA ۰/۰۹ گرم بر لیتر، pH محلول ۵/۴ = pH و زمان تماس ۲۳۶ دقیقه، در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد بدست آمد. با توجه به شرایط بهینه بدست آمده، بیشترین راندمان حذف رنگ راکتیو آبی ۱۹ (۰۹/۸۴%) و فلزات سنگین (کروم ۸/۹۴%، مس ۸۵/۰۱%، نیکل ۷۷/۰۶%، روی ۷۷/۵۴%) در حضورAgTiO۲/PVA بدست آمد. بررسی قابلیت بازیافت فتوکاتالیست نشان داد که فعالیت فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت AgTiO۲/PVA در حذف رنگزای آبی ۱۹ پس از ۵ چرخه ۷۷/۹% میباشد و تنها ۶/۱۹% کمتر از چرخه اول (۸۴/۰۹%) است، همچنین در حذف فلزات سنگین (مس) پس از ۵ چرخه، راندمان حذف ۸۰/۰۱% میباشد و تنها ۵% کمتر از چرخه اول (۸۵/۰۱%) است. به طور کلی، نتایج ثابت کرد که ادغام Ag با نانوذره TiO۲ به دلیل کاهش باز ترکیب الکترون-حفره ناشی از به دام افتادن الکترون توسط ذرات نقره منجر به بهبود کارایی فوتوکاتالیست می‌گردد. از طرف دیگر، وجود پلی‌وینیل‌الکل میتواند ویژگیهایی مانند آب دوستی بالا، قابلیت پردازش، تشکیل خوب فیلم و خواص فیزیکی عالی را در نانوکاتالیست نهایی ایجاد کند. علاوه بر این، ثابت شده است که برهمکنش بین پلیمرها و AgTiO۲ میتواند انتقال الکترون را سرعت بخشیده و باعث جداسازی سریع بار و کاهش میزان باز ترکیبی الکترون و حفره شود. مطالعات سنتیکی و ایزوترم جذبی به خوبی نشان داد که سنتیک واکنش حذف رنگ و فلزات سنگین از نوع شبه درجه دوم و ایزوترم جذب برای فلزات سنگین مدل ایزوترم لانگموئر و برای رنگزای آبی ۱۹ مدل ایزوترم فروندلیچ میباشد.
دفعات مشاهده: 667 بار |
دفعات چاپ: 145 بار |
دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر