متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :شیمی

گرایش :معدنی

عنوان : بررسی سنتیک فرایندهای تخریب فوتوکاتالیزوری 5-4-(دی متیل آمینو بنزیلیدن) ردانین در مجاورت فوتوکاتالیزورهای نانو تیتانیوم دی اکسید و نانو روی اکسید

دانشگاه یاسوج

دانشکده علوم پایه

گروه شیمی

 

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته ی شیمی گرایش معدنی

عنوان پایان نامه

بررسی سنتیک فرایندهای تخریب فوتوکاتالیزوری 5-4-(دی متیل آمینو بنزیلیدن) ردانین در مجاورت فوتوکاتالیزورهای نانو تیتانیوم دی اکسید و نانو روی اکسید

استاد راهنمای اول:

دکتر مرتضی منتظرظهوری

استاد راهنمای دوم:

دکتر غلامرضا کریمی پور

استاد مشاور:

دکتر مهراورنگ قائدی

شهریورماه 1390

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                                    صفحه

فصل اول: مروري بر تحقيقات انجام شده

1-1- راه كاري نوين براي حفظ محيط زيست از آلودگی و سموم صنعتي…………………………………………………………………………………. 2

1-2- نانو تكنولوژي……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3

1-2-1- روش‌های ساخت مواد نانو………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3

1-3- خواص نانو ذرات……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 4

1-3-1- اثرات مضر نانو ذرات ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 5

1-4- نانو فتوكاتاليست………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 5

1-5- كليات و تعاريف فوتوكاتاليزور …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 7

1-5-1- سطوح انرژي نوار هدايت و ظرفيت نيمه رسانا ……………………………………………………………………………………………………………………. 8

1-5-2- جلوگيري از تركيب مجدد الكترون – حفره با بهره گرفتن از اكسيژن…………………………………………………………………………. 9

1-5-3- تشكيل گونه فعال اكسيژن و فوايد آن ………………………………………………………………………………………………………………………………. 9

1-5-4-  تأثیر هيدروژن پراكسيد بر سرعت فرايند فوتوكاتاليزوري…………………………………………………………………………………….. 11

1-5-5- نقش راديكال هيدروكسيل در واکنش‌های اكسيداسيون ……………………………………………………………………………………….. 11

1-5-5-1-  مکانيسم و مراحل تشکيل راديکال هيدروکسيل ………………………………………………………………………………………….. 12

1-6- عملکردهای کلی فتو کاتالیست­ها ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 13

1-7- نانو ذرات تيتانيم دي اكسيد (2TiO) ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 14

1-7-1- برر.سي خواص فوتوالقايي 2TiO (تيتانيم دي اكسيد) …………………………………………………………………………………………… 16

1-7-1-1- خواص فوق آب دوستي………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 16

1-7-2- روش‌های سنتز تيتانيا……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 17

1-7-3- کاربرد­های نانو تیتانیوم دی اکسید………………………………………………………………………………………………………………………………….. 18

1-8- بررسی نانو ذرات روی اکسید (ZnO) ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 19

1-9- جذب سطحی در فرایند فوتوکاتالیزوری …………………………………………………………………………………………………………………………………… 20

1-9-1- مکانیزم‌های جذب سطحی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 21

1-9-2- جاذب‌ها ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 22

1-10- راه کارهایی برای بالا برد فعالیت فوتوكاتالیکی …………………………………………………………………………………………………………………… 22

1-10-1- قرار دادن فلزات ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 23

1-10-2- ترکیب نیمه هادی‌ها با هم ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 23

1-10-3- استفاده از نگه‌دارنده‌ها ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 24

1-11- نانو پوشش‌های هوشمند تصفیه کننده هوا …………………………………………………………………………………………………………………………. 24

1-11-1- عملکرد نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید در پوشش‌های تصفیه کننده هوا …………………………………………………….. 24

1-11-2- نانو پوشش‌های هوشمند خود تمیز شونده ………………………………………………………………………………………………………………. 25

1-11-3-  پوشش‌های آب گریز خود تمیز شونده………………………………………………………………………………………………………………………. 25

1-11-4- پوشش‌های آب دوست خود تمیز شونده ………………………………………………………………………………………………………………….. 25

1-11-5- نانو پوشش‌های هوشمند زیست فعال …………………………………………………………………………………………………………………………. 26

1-12- مدل سينتيكي لانگموير- هينشل وود …………………………………………………………………………………………………………………………………… 26

1-12-1-  تبعيت مدل اصلاح شده لانگموير- هينشل وود از سينيتيك درجه يك …………………………………………………… 28

فصل دوم:  بخش تجربي

2-1- معرف‌ها و مواد مورد استفاده ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 30

2-2- دستگاه‌های مورد استفاده ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 31

2-2-1- سانتريفوژ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 31

2-2-2-  pHمتر ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 31

2-2-3- طيف سنج ماورا بنفش- مرئي (UV-VIS) ……………………………………………………………………………………………………………….. 31

2-2-4- دستگاه فوتوشيميايي ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 32

2-3- تهيه محلول 2/0 مولار اسيد کلريدريک ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 33

2-4- تهيه محلول 1/0 مولار پتاسيم هيدروژن فتالات …………………………………………………………………………………………………………………. 33

2-5- تهيه محلول 1/0 مولار سديم هيدروکسيد ……………………………………………………………………………………………………………………………… 33

2-6- تهيه محلول 1/0 مولار پتاسيم دي هيدروژن فسفات ……………………………………………………………………………………………………….. 33

2-7- تهيه محلول 5/0 مولار پتاسيم هيدروژن فسفات ………………………………………………………………………………………………………………… 34

2-8- تهيه محلول 025/0 مولار بوراکس …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 34

2-9- تهيه محلول‌های بافر با­pH هاي مختلف ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 34

2-9-1- تهيه محلول با pH برابر 1 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 34

2-9-2- تهيه محلول با pH برابر 2 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 34

2-9-3- تهيه محلول با pH برابر 3 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 34

2-9-4- تهيه محلول با pH برابر 4 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 34

2-9-5- تهيه محلول با pH برابر 5 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 34

2-9-6- تهيه محلول با pH برابر 7 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 35

2-9-7- تهيه محلول با pH برابر 8 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 35

2-9-8- تهيه محلول با pHبرابر 9 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 35

2-9-9- تهيه محلول با pHبرابر 10 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 35

2-9-10- تهيه محلول با  pHبرابر 11 …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 35

2-9-11- تهيه محلول با pHبرابر 12 …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 35

2-10- اندازه گيري کمي غلظت معرف شيميايي آلي …………………………………………………………………………………………………………………….. 35

2-11- بررسي نوع فوتوکاتاليزور و به دست آوردن بهترين فوتوکاتاليزور براي تخريب

فوتوشيميايي معرف شيميايي آلي …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 36

2-12- بهينه کردن پارامترهاي موثر بر واکنش تخريب فوتوشيميايي ردانين …………………………………………………………………….. 36

2-12-1- بررسي اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) ……………………………………………………………………….. 36

2-12-1-1- بررسي اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز ) بر روي واکنش تخريب

فوتوشيميايي ردانين در محلول بافري با pH برابر 9……………………………………………………………………………………. 36

2-12-1-2- بررسي اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) بر روي واکنش تخريب

فوتوشيميايي ردانين در محلول بافري با pH برابر 10 ………………………………………………………………………………. 36

2-12-1-3- بررسي اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) بر روي واکنش تخريب

فوتوشيميايي ردانين در محلول بافري با pH برابر 11 ………………………………………………………………………………. 37

2-12-1-4- بررسي اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) بر روي واکنش تخريب

فوتوشيميايي ردانين در محلول بافري با pH برابر 12 ………………………………………………………………………………. 37

2-12-1-5- بررسي اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) بر روي واکنش تخريب

فوتوشيميايي ردانين در محلول بافري با pH برابر 13 ………………………………………………………………………………. 37

2-12-2- بررسي اثر مقدار فوتوکاتاليزور  نانو روی اکسيد (ZnO) …………………………………………………………………………………… 38

2-12-2-1- بررسي اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) بر روي واکنش تخريب فوتوشيميايي

ردانين  در محلول بافري با pH برابر 9 …………………………………………………………………………………………………………… 38

2-12-2-2- بررسي اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) بر روي واکنش تخريب فوتوشيميايي

ردانين در محلول بافري با pH برابر 10 …………………………………………………………………………………………………………. 38

2-12-2-3-  بررسي اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) بر روي واکنش تخريب فوتوشيميايي

ردانين در محلول بافري با pH برابر 12 …………………………………………………………………………………………………………. 39

2-12-2-4-  بررسي اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) بر روي واکنش تخريب فوتوشيميايي

ردانين در محلول بافري با pH برابر 13 …………………………………………………………………………………………………………. 39

2-12-3- بررسي اثر مدت زمان تابش نور ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 39

2-12-3-1- بررسي اثر مدت زمان تابش نور بر روي واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري ردانین  با نانو تیتانیوم

دی اکسید (آناتاز) در محلول بافري با pH برابر ………………………………………………………………………………………….. 39

2-12-3-2- بررسي اثر مدت زمان تابش نور بر روي واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري ردانین  با نانو تیتانیوم

دی اکسید (آناتاز) در محلول بافري با pH برابر 10 …………………………………………………………………………………. 40

2-12-3-3-  بررسي اثر مدت زمان تابش نور بر روي واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري ردانین  با نانو تیتانیوم

دی اکسید (آناتاز) در محلول بافري با pH برابر 11 …………………………………………………………………………………. 40

2-12-3-4- بررسي اثر مدت زمان تابش نور بر روي واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري ردانین  با نانو تیتانیوم

دی اکسید (آناتاز) در محلول بافري با pH برابر 12 …………………………………………………………………………………. 40

2-12-3-5- بررسي اثر مدت زمان تابش نور بر روي واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري ردانین  با نانو تیتانیوم

دی اکسید (آناتاز) در محلول بافري با pH برابر 13 ………………………………………………………………………………….. 41

2-12-4-1- بررسي اثر مدت زمان تابش نور بر روي واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري ردانین  با نانو روی

اکسيد (ZnO) در محلول بافري با pH برابر 9 …………………………………………………………………………………………… 41

2-12-4-2- بررسي اثر مدت زمان تابش نور بر روي واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري ردانین  با نانو روی

اکسيد (ZnO) در محلول بافري با pH برابر 10 ……………………………………………………………………………………….. 41

2-12-4-3- بررسي اثر مدت زمان تابش نور بر روي واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري ردانین  با نانو روی

اکسيد (ZnO) در محلول بافري با pH برابر 12 ……………………………………………………………………………………….. 41

2-12-4-4-   بررسي اثر مدت زمان تابش نور بر روي واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري ردانین  با نانو روی

اکسيد (ZnO) در محلول بافري با pH برابر 13…………………………………………………………………………………………… 42

2-12-5- بررسي اثر pH محيط واکنش ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 42

2-12-5-1- بررسي اثر  pHبر روي واکنش تخريب فوتوشيميايي وقتی از نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز)

به عنوان فوتوکاتاليزور استفاده می‌شود …………………………………………………………………………………………………………….. 42

2-12-5-2- بررسي اثر  pHبر روي واکنش تخريب فوتوشيميايي وقتی از نانو روی اکسيد (ZnO) به

عنوان فوتوکاتاليزور استفاده می‌شود ………………………………………………………………………………………………………………….. 43

2-13- بررسي سينتيک واکنش فوتوشيميايي ردانين …………………………………………………………………………………………………………………… 43

2-13-1- تعيين درجه واکنش فوتوشيميايي هنگام استفاده از فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) . 43

2-13-1-1- درجه واکنش فوتوشيميايي ردانین در pH برابر 9 ………………………………………………………………………………….. 43

2-13-1-2- درجه واکنش فوتوشيميايي ردانين در pH  برابر 10 ……………………………………………………………………………… 44

2-13-1-3- درجه واکنش فوتوشيميايي ردانین در pH برابر 11 ………………………………………………………………………………. 44

2-13-1-4- درجه واکنش فوتوشيميايي ردانین در pH برابر 12 ………………………………………………………………………………. 44

2-13-1-5- درجه واکنش فوتوشيميايي ردانین در pH برابر 13 ………………………………………………………………………………. 44

2-13-2- تعيين درجه واکنش فوتوشيميايي هنگام استفاده از فوتوکاتالیزور نانو روی اکسيد (ZnO) ……………. 45

2-13-2-1- درجه واکنش فوتوشيميايي ردانين در pH برابر 9 ………………………………………………………………………………….. 45

2-13-2-2- درجه واکنش فوتوشيميايي ردانين در pH برابر 10 ………………………………………………………………………………. 45

2-13-2-3- درجه واکنش فوتوشيميايي ردانين در pH برابر 12 ………………………………………………………………………………. 45

2-13-2-4- درجه واکنش فوتوشيميايي ردانين در pH برابر 13 ………………………………………………………………………………. 46

2-14-1- بررسي مدل سينتيکي لانگموير- هينشل وود وقتی از نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) به عنوان فوتوکاتاليزور استفاده می‌شود      46

2-14-1-1- ردانين در pH برابر 9 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 46

2-14-1-2- ردانين در pH برابر 10 ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 46

2-14-1-3- ردانين در pH برابر 11 ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 47

2-14-1-4- ردانين در pH برابر 12 ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 47

2-14-1-5- ردانين در pH برابر 13 ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 47

2-14-2- بررسي مدل سينتيکي لانگموير- هينشل وود وقتی از نانو روی اکسيد (ZnO) به عنوان فوتوکاتاليزور استفاده می‌شود 48

2-14-2-1- ردانين در pH برابر 9 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 48

2-14-2-2 – ردانين در pH برابر 10 ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 48

2-14-3-2-  ردانين در pH برابر 12 ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 49

2-14-4-2- ردانين در pH برابر 13 …………………………………………………………………………………………………………………………………………. 49

فصل سوم: بحث و نتيجه گيري

3-1- رسم منحني استاندارد معرف آلي مورد نظر جهت اندازه گیری‌های کمي …………………………………………………………………. 50

3-1-1- رسم منحنی‌های استاندارد ردانين در pHهاي مختلف …………………………………………………………………………………………. 50

3-2- بررسي اثر مقدار فوتوکاتاليزور………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 54

3-2-1- بررسي اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانوتيتانيم دي اكسيد (آناتاز) بر روي واکنش تخريب فوتوشيميايي

ردانين در محلول بافري با pHهاي مختلف …………………………………………………………………………………………………………………… 54

3-2-1-1- اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانوتيتانيم دي اكسيد (آناتاز) در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 9 54

3-2-1-2-  اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانوتيتانيم دي اكسيد (آناتاز) در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 10 55

3-2-1-3-  اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانوتيتانيم دي اكسيد (آناتاز) در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 11        56

3-2-1-4-  اثر مقدار فوتوکاتاليزور در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 12…………………………………………………… 57

3-2-1-5-  اثر مقدار فوتوکاتاليزور در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 13 …………………………………………………. 58

3-2-2- بررسي اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) بر روي واکنش تخريب فوتوشيميايي

ردانين در محلول بافري با pHهاي مختلف …………………………………………………………………………………………………………………… 59

3-2-2-1- اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 9……… 59

3-2-2-2- اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 10….. 60

3-2-2-3- اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 12….. 62

3-2-2-4- اثر مقدار فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 13 … 63

3-3- بررسي اثر مدت زمان تابش نور …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 64

3-3-1- بررسي اثر مدت زمان تابش نور بر روي واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري ردانين در محلول بافري

با pH هاي مختلف با فوتوکاتاليزور نانو تیتانیوم دی اکسيد (TiO2) ……………………………………………………………… 64

3-3-1-1- اثر زمان در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 9 با فوتوکاتاليزور نانو تیتانیوم دی اکسيد….. 64

3-3-1-2- اثر زمان در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 10 با فوتوکاتاليزور نانو تیتانیوم دی اکسيد . 65

3-3-1-3- اثر زمان در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 11 با فوتوکاتاليزور نانو تیتانیوم دی اکسيد . 66

3-3-1-4- اثر زمان در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 12 با فوتوکاتاليزور نانو تیتانیوم دی اکسيد . 68

3-3-1-5- اثر زمان در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 13 با فوتوکاتاليزور نانو تیتانیوم دی اکسيد 69

3-3-2- بررسي اثر مدت زمان تابش نور بر روي واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري ردانين در محلول بافري

با pH هاي مختلف با فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO)……………………………………………………………………………….. 70

3-3-2-1- اثر زمان در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 9 با فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO)….. 70

3-3-2-2- اثر زمان در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 10 با فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) 71

3-3-2-3- اثر زمان در تخريب ردانين در محلول با pH برابر  12 با فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) 72

3-3-2-4- اثر زمان در تخريب ردانين در محلول با pH برابر 13 با فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) 74

3-4- بررسي اثر pH محيط واکنش ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 75

3-4-1- بررسي pH بر روي واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري ردانین با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید…. 75

3-4-2- بررسي pH بر روي واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري ردانين با فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) 76

3-5- بررسي سينتيك واكنش تخريب فوتوشيميايي معرف  شيميايي آلي …………………………………………………………………………… 77

3-5-1- تعيين درجه واکنش تخريب فوتوشيميايي ردانين در pH هاي مختلف با فوتوکاتاليزور نانو تیتانیوم

دی اکسيد ( آناتاز ) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 77

3-5-1-1- درجه واکنش تخريب ردانين در محلول با  pHبرابر 9 ……………………………………………………………………………….. 77

3-5-1-2- درجه واکنش تخريب ردانين در محلول با  pHبرابر 10 ……………………………………………………………………………. 78

3-5-1-3- درجه واکنش تخريب ردانين در محلول با  pHبرابر 11 ……………………………………………………………………………. 79

3-5-1-4- درجه واکنش تخريب ردانين در محلول با  pHبرابر 12 ……………………………………………………………………………. 81

3-5-1-5- درجه واکنش تخريب ردانين در محلول با  pHبرابر 13 ……………………………………………………………………………. 82

3-5-2- تعيين درجه واکنش تخريب فوتوشيميايي ردانين در pH­هاي مختلف با فوتوکاتاليزور نانو روی

اکسيد (ZnO) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 83

3-5-2-1- درجه واکنش تخريب ردانين در محلول با  pHبرابر 9 ……………………………………………………………………………….. 84

3-5-2-2- درجه واکنش تخريب ردانين در محلول با  pHبرابر 10 …………………………………………………………………………….. 85

3-5-2-3- درجه واکنش تخريب ردانين در محلول با  pHبرابر 12 …………………………………………………………………………….. 86

3-5-2-4- درجه واکنش تخريب ردانين در محلول با  pHبرابر 13 …………………………………………………………………………….. 87

3-6- بررسي مدل سينتيکي لانگموير- هينشل وود با فوتوکاتاليزور نانو تیتانیوم دی اکسيد (آناتاز) ………………………. 89

3-6-1- مدل سينتيکي ردانين در محلول با pH برابر 9 ……………………………………………………………………………………………………….. 89

3-6-2- مدل سينتيکي ردانين در محلول با pH برابر 10 ……………………………………………………………………………………………………. 90

3-6-3- مدل سينتيکي ردانين در محلول با pH برابر 11 9………………………………………………………………………………………………… 91

3-6-4- مدل سينتيکي ردانين در محلول با pH برابر 12 ……………………………………………………………………………………………………. 93

3-6-5- مدل سينتيکي ردانين در محلول با pH برابر 13 ……………………………………………………………………………………………………. 94

3-7- بررسي مدل سينتيکي لانگموير- هينشل وود با فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) ……………………………………. 95

3-7-1- مدل سينتيکي ردانين در محلول با pH برابر 9 ……………………………………………………………………………………………………….. 95

3-7-2-  مدل سينتيکي ردانين در محلول با pH برابر 10 ………………………………………………………………………………………………….. 97

3-7-3- مدل سينتيکي ردانين در محلول با pH برابر 12 ……………………………………………………………………………………………………. 98

3-7-4 – مدل سينتيکي ردانين در محلول با pH برابر 13 ………………………………………………………………………………………………….. 99

3-8- ثابت‌های KA،kr ، kobs در pH هاي مختلف با مقادير بهينه کاتاليزور ………………………………………………………………. 101

بحث و نتيجه گيري……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 102

فهرست جدول ها

عنوان                                                                                                                                   صفحه

جدول 1-1- بیان برخی ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی نانو­ذارت…………………………………………………………………………………………………………… 4

جدول 3-1- جذب محلول‌های استاندارد ردانين با  pHبرابر 9 در طول موج 455 نانومتر ……………………………………………….. 50

جدول 3-2- جذب محلول‌های استاندارد ردانين با pH برابر 10 در طول موج 455 نانومتر ……………………………………………. 50

جدول 3-3- جذب محلول‌های استاندارد ردانين باpH  برابر 11 در طول موج 455 نانومتر ……………………………………………. 51

جدول 3-4- جذب محلول‌های استاندارد ردانين با pH برابر 12 در طول موج 455 نانومتر ……………………………………………. 51

جدول 3-5- جذب محلول‌های استاندارد ردانين با pH برابر 13 در طول موج 455 نانومتر………………………………………………. 51

جدول 3-6- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در حضور مقادير مختلف

فوتوکاتاليزور نانوتيتانيم دي اكسيد (آناتاز) در pH برابر9 …………………………………………………………………………………….. 54

جدول 3-7- مقدار  ردانین باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در حضور مقادير مختلف

فوتوکاتاليزور نانوتيتانيم دي اكسيد (آناتاز) درpH برابر10 …………………………………………………………………………………… 55

جدول 3-8- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در حضور مقادیر مختلف

فوتوکاتاليزور نانوتيتانيم دي اكسيد (آناتاز) درpH  برابر11 …………………………………………………………………………………. 56

جدول 3-9- مقدار ردانين­باقي مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در حضور مقادير مختلف

فوتوکاتاليزور نانوتيتانيم دي اكسيد (آناتاز) درpH  برابر 12 ……………………………………………………………………………….. 57

جدول 3-10- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در حضور مقادير مختلف

فوتوکاتاليزور نانوتيتانيم دي اكسيد (آناتاز) درpH  برابر 13 ……………………………………………………………………………….. 58

جدول 3-11- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در حضور مقادير مختلف     فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) در pH برابر 9 …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 60

جدول 3-12- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در حضور مقادير مختلف

فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) در pH برابر 10 ………………………………………………………………………………………. 61

جدول 3-13- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در حضور مقادير مختلف

فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) در pH برابر 12 ……………………………………………………………………………………… 62

جدول 3-14- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در حضور مقادير مختلف

فوتوکاتاليزور نانو روی اکسيد (ZnO) در pH برابر 13 ……………………………………………………………………………………… 63

جدول 3-15- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در زمان‌های مختلف

در pH برابر 9 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 64

جدول 3-16- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در زمان‌های مختلف

در pH برابر 10………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 66

جدول 3-17- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در زمان‌های مختلف

در pH برابر 11 …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 67

جدول 3-18- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در زمان‌های مختلف

در pH برابر12 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 68

جدول 3-19- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در زمان‌های مختلف

در pH برابر13………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 69

جدول 3-20- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در زمان‌های مختلف

در pH برابر 9 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 70

جدول 3-21- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در زمان‌های مختلف

در pH برابر 10………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 72

جدول 3-22- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در زمان‌های مختلف

در pH برابر 12………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 73

جدول 3-23- مقدار ردانين باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در زمان‌های مختلف

در pH برابر13………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 74

جدول 3-24- مقدار ردانین باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در pH هاي مختلف

با فوتوکاتاليزور نانو تیتانیوم دی اکسيد ( آناتاز …………………………………………………………………………………………………………. 75

جدول 3-24- مقدار ردانین باقي­مانده پس از انجام واکنش تخريب فوتوکاتاليزوري در pH هاي مختلف

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                             صفحه

شکل (1-1)- مکانيزم کلي عمل فوتوکاتاليزور……………………………………………………………………………………………………………………………………… 7

شكل (1-2)- انرژي شكاف نوار هدايت و موقعيت لایه‌های انرژي نيمه هادی‌های مختلف………………………………………………… 8

شكل (1-3)- واكنش با گونه فعال اكسيژن در مکانیزم فوتوالكتروشيميايي………………………………………………………………………… 10

شکل (1-4)- ساختارهای بلوری: الف) آناتاز، ب) روتیل و ج) بروکیت…………………………………………………………………………………… 15

شکل (1-5)- ساختمان روتيل و آناتاز تيتانيم دي اکسيد………………………………………………………………………………………………………….. 15

شکل (1-6)- مکانیزم فوتوکاتالیزوری تیتانیوم دی اکسید…………………………………………………………………………………………………………. 17

شکل (1-7)- اصلاح فوتوکاتالیزور  TiO2از طریق کوپل شدن با طلا و پلاتین………………………………………………………………….. 23

شکل (2-1) تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مربوط به نانوفوتوکاتالیزورها ………………………………………….  30

شکل (2-2) تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مربوط به نانوفوتوکاتالیزورها……………………………………………… 31

شكل (2-3)- شماي كلي دستگاه فوتوشيميايي مورد…………………………………………………………………………………………………………………… 32

 

 چکیده:

واکنش فوتوشیمیایی در محیط­های آبی در سال­های اخیر توجه زیادی را به خودش جلب کرده است. آب­ها شامل ترکیبات آلی و معدنی، گونه­های بیولوژیکی و اجتماعات کلوییدی می­باشند. در فرایند­های حذفی، مانند فرایند اکسایش پیشرفته، واکنش­های فوتوکاتالیزوزی مستقیم یا غیر مستقیم توجه زیادی را به خودش جلب کرده است. مواد نیمه رسانای  نانو بلوری در کاربرد­های فوتو الکتروشیمیایی بسیار مفید هستند. نانو تیتانیوم دی اکسید یکی از پر کاربردترین کاتالیزورها در تخریب فوتوکاتالیزوری رنگ­ها است.

در ادامه کارهای قبلی، در اینجا تخریب فوتوشیمیایی را بر روی یکی از رنگ­های آلی با نام 5-4-(دی متیل آمینو بنزیلیدن) ردانین درحضور نانوذرات تیتانیوم دی اکسید و  نانو روی اکسید در مجاورت لامپ پر فشار جیوه انجام دادیم. به علاوه اثر پارامترهای مختلف، از قبیل تغییرات pH و زمان تابش را مورد مطالعه قرار دادیم. روش­های اسپکترومتری گزارش دادند که ترکیبات شناسایی شده به طور کامل تجزیه شدند. از بین نیمه رساناها، TiO2 و ZnO به دلیل داشتن ویژگی­های مشابه، از قبیل پایداری فوتوشیمیایی، مقاومت در برابر خوردگی، غیره سمی بودن و قیمت ارزان، دارای کاربرد گسترده­ای هستند. ZnO یک نوع از نیمه رساناهاست که گپ انرژی آن مشابه TiO2 است. برای ZnO  بزرگ‌ترین امتیاز این است که نسبت به TiO2 کسر بزرگ‌تری از طیف خورشید را جذب می­کند. در برخی از تحقیقات مربوط به تخریب فوتو­شیمیایی ترکیبات آلی، ZnO عملکرد بسیار بهتری را نسبت به TiO2 از خود نشان داده است. همچنین ZnO می­تواند برای تصفیه در شرایط اسیدی و بازی مناسب باشد. بنابراین ادامه دادن مطالعات بر روی ZnO کاملاً ضروری به نظر می­رسد.

فصل اول

 مروري بر تحقيقات انجام شده

مقدمه

بسیاری از فعالیت‌هایی که روزانه در مراکز صنعتی، بهداشتی، درمانی و حتی منازل صورت می‌گیرد باعث آلودگی محیط زیست به خصوص آب‌ها و منابع آبی می‌شوند. مواد رنگی یکی از مهم­ترین منابع آلودگی محیطی به شمار می­روند]3-1[.

آب­های سطحی قابل استفاده به عنوان آب نوشیدنی در دریاچه­ها و رودخانه‌ها تنها %1 از آب‌ها را شامل می‌شوند که قسمت اعظم این آب‌ها هم در معرض آلودگی است. رشد صنعت در کنار رودخانه‌ها و تولید محصولات صنعتی، عامل عمده آلودگی به شمار می‌آید. خیلی از رودخانه‌ها به عنوان حمل کننده فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرند. در کشورهای صنعتی حدود %40 از آب در صنعت استفاده می‌شود. آب‌های هدر رفتی در این کشورها اغلب قبل و بعد از استفاده، به منظور از بین بردن عوامل بیماری زا و مواد مضر و نامطلوب تصفیه می‌شوند. رشد سریع جمعیت،  شهر سازی و صنعتی سازی از عوامل بسیار مهم در آلودگی آب‌های نوشیدنی می­باشند. در کشورهای توسعه یافته خصوصاً کشورهای با تراکم جمعیتی بالا، کیفیت آب به عنوان یک مسئله اساسی در سال‌های اخیر مورد توجه واقع شده است ]4[.

به همین خاطر، حفاظت از آب، خاك و هوا در مقابل عوامل آلوده كننده يكي از مهم‌ترین موارد مورد توجه در كشورهاي جهان در قرن بيست و يكم است. انواع مواد شيميايي، كود­ها و ضد آفات گياهي و نباتي، ذرات مايع و يا جامد زيان آور متصاعد از صنايع و معادن، گاز­هاي مخرب حاصل از سوخت وسايط نقليه از جمله منابع مختلف آلودگی‌هاست. امروزه رديابي و خنثي سازي اين آلوده کننده‌ها و جلوگيري از به وجود آمدن موارد جديد آلودگي، مبحث جديدي است كه به طور جدي پيگيري می‌شود. مشكلات و محدودیت‌های مالي از جمله موارد بازدارنده حفاظت از محيط زيست و بهبود كيفيت آب، خاك و هوا به حساب می‌آید. به منظور کاستن از آلودگی محیط زیست و حفظ منابع محدود آب، سیستم‌های تصفیه پساب‌ها طراحی و ساخته می‌شوند. روش‌های گندزدايي متداول در تصفيه خانه‌های آب آشاميدني با از بین بردن یا کاهش میزان عناصر نامطلوب موجود در آب امکان استفاده مجدد از آب بازیافتی را فراهم می‌کنند. سیستم‌های تصفیه به دلیل ساختارشان پس از مدتی کارایی اولیه خود را از دست داده و علاوه بر تحمیل هزینه بازسازی، در صورت عدم توجه خود عاملی جهت آلودگی محیط زیست می‌شوند .این روش­ها به طور موثري قادر به كنترل پاتوژن­هاي ميكروبي[1] است. اما توليد بيش از 600 نوع محصول جانبي گندزدايي مضر كه برخي از آن‌ها سرطان‌زا مي­باشند، در اثر استفاده از گندزداهاي شيميايي گزارش شده است. رشد تقاضا براي رسيدن به تصفيه مناسب و نيز رقابت در رسيدن به گندزدايي مناسب، ايجاد تكنولوژي­هاي جديد براي تصفيه آب را مي­طلبد.

تعداد صفحه : 131

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

:        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :