سنتز و شناسایی نانوکامپوزیت هتروژن TiO2-Beta و بررسی تاثیر سینیتیکی آن در فرایند تخریب فوتوکاتالیستی کنگورد

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسنده

گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شرق، تهران، ایران

چکیده

چکیده
در این تحقیق از زئولیت Beta جهت تهیه کامپوزیت دوتایی TiO2-Beta به کار گرفته شد. نسبت های مختلفی از این نانوکامپوزیت دو جزئی تهیه شد و نسبت بهینه به ترتیب شامل 70 درصد وزنی TiO2 و 30 درصد وزنی Beta مورد استفاده قرار گرفت. نانوکامپوزیت تهیه شده با استفاده از روش های FT-IR، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و پراش اشعه ایکس (XRD) شناسایی شد. سپس نانوکامپوزیت های تهیه شده به عنوان‌ فوتوکاتالیست، جهت تخریب نوری رنگ آلی کنگورد تحت شرایط نور UV مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که نانو‌کامپوزیت‌TiO2-Beta تهیه شده با درصد وزنی TiO2/Beta 70 به 30 دارای قدرت تخریب فوتوکاتالیزوری بالاتری در مقایسه با نانوکامپوزیت با نسبت وزنی 50 درصد می باشد. همچنین نانوکامپوزیت تهیه شده کارایی فوتوکاتالیزوری بالاتری در مقایسه با نانو ذرات TiO2 به عنوان فوتوکاتالیست دارد. نتیجه حاصل از بررسی تاثیر pH و مقدار نانوکامپوزیت TiO2/Beta با درصد وزنی 70:30 بر روی تخریب رنگ کنگورد نشان داد که بیشترین کارایی تخریب در محدوده pH 4/6-4/5 بوده و کارایی تخریب با افزایش میزان نانوکامپوزیت به یک مقدار حداکثردر غلظت gr/L 2/1 می رسد. به علاوه تاثیر غلظت اولیه کنگورد در محاسبه ثابت های سینیتیکی تخریب نوری آن توسط نانوکامپوزیت TiO2/Beta با درصد وزنی 70:30 نشان داد که فرایند تخریب می تواند با استفاده از مدل سینیتیکی لانگمویر-هینشل وود (Langmuir-Hinshelwood) توصیف شود و محاسبه ثابت های سرعت ظاهری با توجه به غلظت های اولیه متفاوت کنگورد بر اساس مدل سینیتیکی مرتبه اول نشان داد که سرعت ظاهری تخریب کنگورد با افزایش غلظت اولیه آن کاهش می یابد و بالاخره قابلیت بازیافت نانوکامپوزیت TiO2/Beta با درصد وزنی 70:30 نشان داد که پس از چهار بار استفاده متوالی از نانوفوتوکاتالیست کاهش کارایی تخریب تنها در حدود 5% می باشد

کلیدواژه‌ها