تجزیه فتوکاتالیستی فنول با استفاده از نانوکامپوزیت C-TiO2

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 بخش نانومهندسی شیمی، دانشکده فناوری‌های نوین، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

2 بخش نانومهندسی شیمی، دانشکده فناوری های نوین، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

چکیده

فنول از جمله آلاینده های خطرناک با تجزیه پذیری دشوار است که حذف کامل آن با روش ­های معمول امکان پذیر نمی باشد. در این پژوهش، نانوفتوکاتالیست تیتانیای آلایش یافته با کربن با روش سل ـ ژل تولید شد. آنالیزهای گوناگونی از جمله XRD، FT-IR، EDX وFE-SEM بر روی نانوذره­ های مورد نظر انجام شدکه بر اساس نتیجه­ های به دست آمده، ورود اتم کربن به ساختار تیتانیا پاسخ دهی فتوکاتالیستی آن در ناحیه نور مرئی را در پی دارد. کاتالیست تولیدشده به منظور تجزیه فتوکاتالیستی فنول در یک راکتور بستر سیال با تابش فرابنفش و نور مرئی مورد مطالعه قرار گرفت. تأثیر پارامترهای مهمی مانند غلظت فنول، pH، زمان،نسبت مولی کربن به تیتانیوم و مقدار کاتالیست بررسی شد. میزان تجزیه فنول با استفاده از این نانوذره ­ها با تابش فرابنفش برای مدت زمان min180، برابر با %84 و در نور مرئی به مدت min420، برابر با 70% به دست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Tchobanoglous G., Burton F.L., “Wastewater Engineering Treatment, Disposal and Rease”, McGraw Hill (1991).

[2] Akbal F., Nur Onar A., Photocatalytic Degradation of Phenol, Environmental Monitoring & Assessment, 3: 295-302 (2003).

[3] Ksibi M., Zemzemi A., Boukchina R., Photocatalytic Degradability of Substituted Phenols over UV Irradiated TiO2, J. Photochemistry & Photobiology, 159: 61-70 (2003).

[4] Wang K., Hsieh Y., Chou M., Chang Ch., Photocatalytic Degradation of 2-Chloro and 2-Nitrophenol by Titanium Dioxide Suspensions in Aqueous Solution, Applied Catalysis B Environmental, 21: 1-8 (1999).

[5] Edwards J.D., “Industrial Wastewater Treatment, a Guide Book”, Florida (USA), Lewis Publishers (2000).

[6] Priya S.Sh., Premalatha M., Anantharaman N., Solar Photocatalytic Treatment of Phenolic Wastewater: Potential, Challenges and Opportunities, J. Engineering Applied Sciences, 3:36-41 (2008).

[7]  سمرقندی، محمدرضا؛ جعفری، سیدجواد؛ صمدی، محمد تقی؛ حذف فوتوکاتالیستی کادمیوم با استفاده از نانوذرات روی اکسید، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (1)35: 1 تا 11 (1395).

[8] Rahmani A, Enayati Movafagh A., Investigation of Photocatalytic Degradation of Phenol Through UV/TiO2 Process, Water & Wastewater, 58:32-37 (2006).

[9] Zhou M., Yu J., Cheng B., Effects of Fe-Doping on the Photocatalytic Activity of Mesoporous TiO2 Powders Prepared by an Ultrasonic Method, J. Hazardous Materials, 137(3): 1838-47 (2006).

[10] American Public Health Association, Water Environment Federation, “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater”, American Water Works Association, 21st ed. Washington DC: APHA (2005).

[11] Zhu J., Zheng W., He B., Zhang J., Anpo M., Characterization of Fe-TiO2 Photocatalysts Synthesized by Hydrothermal Method and Their Photocatalytic Reactivity for Photodegradation of XRG Dye Diluted in Water, J. Molecular Catalysis A: Chemical, 216(1):35-43 (2004).

[12] Andreozzi R., Caprio V., Insola A., Marotta R., Advanced Oxidation Processes (AOP) for Water Purification and Recovery, Catalysis Today, 53: 51-59 (1999).

[13] Hench L.L., West J.K., The Sol-Gel Process, Chemical Reviews, 90: 33-72 (1990).

[14] Klein L.C., Sol-Gel Optics: Processing and Applications, Springer Science & Business Media, 259 (2013).

[15] Bahramian A., Enhanced Photocatalytic Activity of Sol-Gel Derived Coral-like TiO2 Nanostructured Thin Film, Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 35(2): 27-41 (2016).

[16] Xiao Q., Zhang J., Xiao C., Si Z., Tan X., Solar Photocatalytic Degradation of Methylene Blue in Carbon-Doped TiO2 Nanoparticles Suspension, Solar Energy, 82:706-713 (2008).

[17] Mohammadi M., Sabbaghi S., Photo-Catalytic Degradation of 2,4-DCP Wastewater Using MWCNT/TiO2 Nano-Composite Activated by UV and Solar Light,Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management, 1-2: 24-29 (2014).

[18] Vinu R., Madras G., Photocatalytic Degradation of Water Pollutants Using NanoTiO2, Energy Efficiency and Renewable Energy Through Nanotechnology, Springer, 625-677 (2011).