جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 40 2 2021 08 23 Synthesis and Characterization of TiO2-Beta Heterogeneous Nanocomposites and its Kinetic Effect onto Congo-red Photocatalytic Degradation Process سنتز و شناسایی نانوکامپوزیت ناهمگن TiO2-Beta و بررسی تأثیر سینیتیکی آن در فرایند تخریب فوتوکاتالیستی کنگو قرمز 35 49 36992 FA رضا کیا کجوری گروه شیمی، واحد تهران شرق، دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران فرشته جمال آباد گروه شیمی، واحد تهران شرق، دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران Journal Article 2019 06 06 Abstract: In this study, zeolite Beta was used to prepare the TiO2-Beta binary composite. Different ratios of these two components nanocomposite were prepared, and the optimal weight ratio, including 70% TiO2 and 30% Beta zeolite was applied respectively. The prepared nanocomposite was characterized using the methods including FT-IR, Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), and X-ray diffraction (XRD). The photocatalytic degradation of Congo-red under UV light assessed with the prepared TiO2-Beta nanocomposites. The results revealed that the nanocomposite with a weight percentage of TiO2/Beta 70 to 30 exhibited higher photocatalytic degradation than that of 50%. Besides, the synthesized nanocomposite had a higher photocatalysis performance than that of TiO2 nanoparticles. The role of pH and loading of TiO2/Beta nanocomposite with a weight ratio of 70:30 investigated on the Congo-red degradation. The results showed that the highest Congo-red degradation efficiency achieved in the range of pH 4.6 to 4.6, and it increased to a maximum value by raising the amount of nanocomposite to a value that reaches the limit concentration of 1.2 gr/L. In addition, the effect of the Congo-red initial concentration on the kinetic constant evaluation of photodegradation by TiO2/Beta nanocomposite with a weight percent of 70:30, indicated that the degradation process can be described using Langmuir-Hinshelwood kinetic model, and the estimation of apparent rate constants with respect to different concentrations of the Congo-red based on the first-order kinetic model, showed that the apparent rate constant of the Congo-red degradation reduced by increasing its initial concentration. Furthermore, the ability to recover the TiO2/Beta nanocomposite indicated that after four consecutive use of nano photocatalyst, the degradation efficiency decreased only about 5 %. <em>در این پژوهش از زئولیت Beta برای تهیه کامپوزیت دوتاییTiO<sub>2</sub>-Beta  استفاده شد. نسبت­ های گوناگونی  از این نانوکامپوزیت دو جزئی تهیه شد و نسبت بهینه به ترتیب شامل 70 درصد وزنی TiO<sub>2</sub>  و30 درصد وزنی Beta<sub> </sub>مورد استفاده قرار گرفت. نانوکامپوزیت تهیه شده با استفاده از روش­های FT-IR، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و پراش پرتو ایکس (XRD) شناسایی شد. سپس نانوکامپوزیت های تهیه شده به عنوان‌ فوتوکاتالیست، برای تخریب نوری رنگ آلی کنگو قرمز در شرایط نور UV مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتیجه­ ها نشان داد که نانو‌کامپوزیت‌TiO<sub>2</sub>-Beta  تهیه شده با درصد وزنی TiO<sub>2</sub>/Beta 70 به 30 دارای قدرت تخریب فوتوکاتالیستی بالاتری در مقایسه با نانوکامپوزیت  با نسبت وزنی 50 درصد می­ باشد. همچنین نانوکامپوزیت تهیه شده کارایی فوتوکاتالیستی بالاتری در مقایسه با نانو ذره­های TiO<sub>2</sub> به عنوان فوتوکاتالیست دارد. نتیجه بررسی تأثیر pH و مقدار نانوکامپوزیت TiO<sub>2</sub>/Beta با درصد وزنی 70:30 بر روی تخریب رنگ کنگو قرمز  نشان داد که بیش ­ترین کارایی تخریب در بازه­ی pH 4/6-4/5 بوده و کارایی تخریب با افزایش میزان نانوکامپوزیت به یک مقدار بیشینه غلظت gr/L 2/1 می­ رسد همچنین تأثیر غلظت اولیه کنگو قرمز در محاسبه ثابت­ های سینیتیکی تخریب نوری آن توسط نانوکامپوزیت TiO<sub>2</sub>/Beta با درصد وزنی 70:30 نشان داد که فرایند تخریب می­تواند با استفاده از مدل سینیتیکی لانگمویر ـ هینشل وود (Langmuir-Hinshelwood) توصیف شود و محاسبه ثابت­های سرعت ظاهری با توجه به غلظت­های اولیه متفاوت کنگو قرمز بر اساس مدل سینیتیکی مرتبه اول نشان داد که سرعت ظاهری تخریب کنگو قرمز با افزایش غلظت اولیه آن کاهش می­ یابد و سرانجام قابلیت بازیافت نانوکامپوزیت TiO<sub>2</sub>/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.    </em> نانوکامپوزیت TiO2-Beta مدل سینیتیکی تخریب فتوکاتالیستی کنگو قرمز https://www.nsmsi.ir/article_36992_d750e19732486e9e38f209862486c1cc.pdf