جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 39 2 2020 08 22 Removal of Direct Blue 71 Dye from Aqueous Media in a Photocatalytic Fixed Bed Reactor, Containing LECA Granols Coated by TiO2-Ce Nanoparticles حذف رنگزای مستقیم آبی 71 (DB71) از محیط آبی در یک راکتور فوتوکاتالیستی بستر ثابت دارای دانه های لیکای پوشش داده شده با نانوذره‌های TiO2-Ce 75 88 34016 FA سید رضا نبوی گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران 0000-0002-2605-6710 محمود عباسی گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران مریم روحی گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران Journal Article 2018 10 05 The separation of nanocatalysts from the liquid phase often limits their use in industrial-scale processes due to their small size. To solve this problem, nanocatalyst is often embedded on the substrates. In this study, at the first stage, cerium doped TiO2 nanoparticles were prepared by the sol-gel method. Then, LECA granules are used as a support phase for immobilizing nanoparticles. Nanoparticles are characterized by Fourier-transform InfraRed (FT-IR) spectroscopy, X-Ray Diffraction (XRD), Field-Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM), and nitrogen adsorption-desorption isotherms (BET). The FE-SEM studies showed a uniform coating of TiO2-Ce nanoparticles on the surface of LECA granules. A catalytic bed was constructed with a regular arrangement of the LECA granules and immersed in a photoreactor with the cyclic flow. The degradation of direct blue 71 (DB71) was investigated in the fixed bed photoreactor. The results showed that the fixed bed configuration (5.3gr) could remove about 96% of the dye (DB71, 20ppm) during 1h irradiation under a UV light source. Furthermore, the ability of coated LECA granules in the degradation of dye was studied in the floating condition under sunlight. The results showed that with daily irradiation for 4 h, the catalyst can remove 94% of the color over three days. جداسازی نانوکاتالیزگرها از فاز مایع به دلیل اندازه نانومتری آن‌ها اغلب سبب محدودیت در استفاده از آن‌ها در فرایندهای با مقیاس صنعتی می شود. برای حل این مشکل، بیش تر، نانوکاتالیزگرها را روی بسترها تثبیت می کنند. در این پژوهش نخست نانوذره های TiO2 دوپه شده با سریم (TiO2-Ce) به روش سل ـ ژل تهیه شدند. از فناوری های طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR)، پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپی الکترون روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)، همدماهای جذب ـ واجذب نیتروژن (BET) برای مشخصه یابی نانوذره ها استفاده شد. در ادامه از دانه های لیکا (LECA) به عنوان بستر برای تثبیت نانوذره ها استفاده شد. مطالعه های FE-SEM نشان داد که پوشش یکنواختی از نانوذرههای TiO2-Ce در سطح دانه های لیکا ایجاد شده است. با چینش منظم دانههای لیکا، یک بستر کاتالیزگری ساخته شده و در یک فوتوراکتور با جریان چرخ های نصب شده و حذف رنگ دایرکت بلو 71 (DB71) در فوتوراکتور مطالعه شد. نتیجه ها نشان داد که بستر با وزن 3/5 گرم زیر تابش منبع نور فرابنفش توانایی حذف حدود 96 درصد از رنگزا با غلظت ppm20 را در بازه زمانی یک ساعت دارد. همچنین عملکرد دانه های لیکای پوشش داده شده در حالت شناور در شرایط نورخورشید نیز بررسی شد؛ نتیجه ها نشان داد که با پرتودهی روزانه به مدت 4 ساعت کاتالیزگر توانایی حذف 94 درصد از رنگ در طی سه روز را دارد.

https://www.nsmsi.ir/article_34016_0b74eb6cc0e4ef10576ffcf4cd32a05f.pdf