18364

۱۸۳۶۴

توليد نانو ذرات TiO2 از افشره ايلمنيت و بررسي فعاليت كاتاليزگري نوري

كارشناسي ارشد

شيمي معدني

دي ماه ۱۳۹۶

دكتر رحمت اله رحيمي

شيمي

در اين پژوهش، روشي ساده، ارزان و مقرون به صرفه از نظر اقتصادي، مراحل روش ارائه شده بدون مصرف انرژي زياد انجام گرفت كه مزيت ديگر اين روش است. در اين روش براي توليد نانو ذرات TiO2 با خلوص بالا از ايلمنيت با خلوص 48/24% TiO2 با استفاده از حل¬سازي در اسيد سولفوريك تهيه شد. اثرات دما، غلظت اسيد، زمان، نسبت جامد به مايع (S/L) بر ميزان انحلال تيتانيوم مورد بررسي قرار گرفت، كه ميزان انحلال تيتانيوم در شرايط مطلوب و بهينه شده، 36/84% رسيده است. پس از مرحله انحلال، عمليات تصفيه آهن از محلول با استفاده از روش احيا انجام شد، و درصد حذف آهن از محلول به نزديك 100% رسيد كه كاهش ناخالصي آهن در فرآيند توليد TiO2 را به همراه داشت. در ادامه فرآيند، از محلول تيتانيل سولفات حاصل، رسوب H2TiO3 توسط هيدروليز مستقيم بدست آمد، هر دو فاز آناتاز، روتيل و فاز مياني در دماهاي مختلف تشكيل شد، خلوص نانو ذرات TiO2 بالاي 99% با اندازه ذرات حدودا 20-25 نانو¬¬متر است، و فعاليت كاتاليزگري نوري آن روي تخريب آلاينده متيلن اورانژ استفاده شد. نتايج نشان داد كه فعاليت كاتاليزگري نوري نانو ذرات TiO2 آناتاز كلسينه شده در دماي 600 درجه سانتي¬گراد با راندمان 5/84% بيشترين تخريب را دارد. سنگ معدن ايلمنيت و محصولات نهايي توسط پراش اشعه ايكس (XRD)، اسكن ميكروسكوپ الكتروني (SEM)، طيف نگاري فلوئورسانس اشعه ايكس (XRF)، طيف سنجي پلاسماي جفت شده القايي(ICP) تاييد شده است. نتايج نشان مي¬دهد كه اين فرآيند براي توليد صنعتي مناسب است زيرا روش ارزان، ساده، دوست دار محيط زيست و قابليت توليد نانو ذرات TiO2 با خلوص بالا مي¬باشد.

1396/11/01

1/24/2018 12:00:00 AM

In this research, a simple, inexpensive, and cost-effective method of economics, the steps of the proposed method without much energy consumption, which is another advantage of this method. In this method, TiO2 nanoparticles of high purity were prepared from sulfuric acid solubilizing with 24.48% TiO2 purity. The effects of temperature, acid concentration, time, solid-to-liquid ratio (S/L) on titanium dissolution were studied. The titanium dissolution rate in optimal and optimized conditions was 84.36%. After the dissolution phase, the iron purification operation was performed using a regeneration method, and the iron removal percentage of the solution was close to 100%, which reduced the impurity of iron in the process of producing TiO2. In the next process, from the resulting titanyl sulfate solution, the H2TiO3 deposition was obtained by direct hydrolysis, both anatase, rutile and intermediate phase were formed at different temperatures, the TiO2 nanoparticle purity above 99% with a particle size of about 20-25 nm M, and its optical catalytic activity was used to degrade methionine-orange contamination. the results showed that the catalytic activity of the TiO2 anatase nanoparticles, calcined at 600 ° C, with the highest efficiency of 84.5%, was the most destructive. Ilmenite ores and final products are confirmed by X-ray diffraction (XRD), electron microscopy scanning (SEM), X-ray fluorescence spectroscopy (XRF), inductively coupled plasma spectroscopy (ICP). The results show that this process is suitable for industrial production because it is inexpensive, simple, environmentally friendly and capable of producing high purity TiO2 nanoparticles.