26256

ساخت و ارزيابي كاتاليست هاي نانوساختار با اتصال ناهمگن بر مبناي تيتانيا جهت تخريب آلاينده هاي آلي آب

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي- گرايش ترموسينتيك و كاتاليست

ورودي 97

1400/8/29

دكتر امين بازياري

مهندسي شيمي، نفت و گاز

آلاينده‌هاي آلي ناشي از گسترش صنايع و رشد جمعيت، همواره منابع آب را تهديد مي‌كنند. فوتوكاتاليست‌هاي هتروژن يكي از بهترين‌ روش‌ها براي حذف آلاينده‌هاي آلي به شمار مي‌روند. تيتانيا (TiO2) در مقايسه با ديگر نيمه‌رساناها بيشترين كاربرد فوتوكاتاليستي را دارد؛ اما سطح ويژه كم، محدود بودن به جذب نور UV و بالا بودن سرعت تركيب مجدد الكترون و حفره مانع استفاده عملي از TiO2 مي‌شود. در اين پژوهش به منظور افزايش سطح ويژه تيتانيا از پايه سيليكا استفاده شد و كوشش شد با ايجاد اتصال ناهمگن ميان TiO2 و نيمه‌رساناهاي Bi2O3، WO3 و g-C3N4 قابليت جذب نور TiO2 افزايش و سرعت تركيب مجدد الكترون و حفره در اين فوتوكاتاليست كاهش يابد. بدين منظور در ابتدا نانوذرات TiO2/SiO2 (TS) با استفاده از روش تلقيح تر ساخته شد. سپس نيمه‌رساناهاي Bi2O3 و WO3 با استفاده از روش تلقيح تر روي نانوذرات TS بارگذاري شدند، تا بدين ترتيب تركيب TiO2/SiO2/Bi2O3/WO3 (TSBW) ساخته شود. در پايان ذرات g-C3N4 ساخته شده از تجزيه حرارتي اوره، با استفاده از يك روش فيزيكي با ذرات TSBW تركيب شدند تا كاتاليست g-C3N4/TSBW حاصل شود. خواص و ساختار فوتوكاتاليست‌ها با استفاده از آناليزهاي پراش پرتو ايكس (XRD)، جذب و دفع نيتروژن، طيف‌سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR) و طيف سنجي بازتاب انتشاري فرابنفش- مرئي (UV-vis-DRS) مورد بررسي قرار گرفت. مشخص شد اتصال ناهمگن g-C3N4 قادر است قابليت جذب نور فوتوكاتاليست را بهبود بخشد.

1400/12/22

Synthesis and evaluation of nanostructured heterojunction catalysts based on titania for degradation of organic water pollutants

11/20/2022 12:00:00 AM

Organic pollutants from industrial expansion and population growth are constantly threatening water resources. Heterogeneous photocatalysts are one of the best ways to remove organic pollutants. Titanium (TiO2) has the highest photocatalytic application compared to other semiconductors; However, low specific surface area, limited UV light absorption, and high electron and hole recombination rate prevent the practical use of TiO2. In this study, in order to increase the specific surface area of Titania, silica base was used and an attempt was made to increase the absorption of TiO2 light and reduce the rate of electron and hole recombination in this photocatalyst by creating a heterojunction between TiO2 and Bi2O3, WO3 and g-C3N4 semiconductors. catalyst samples were characterized by X-Ray diffraction (XRD), N2 adsorption – desorption, fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), diffuse reflectance UV-vis spectrum (UV-vis- DRS). The heterojunction of g-C3N4 was found to be able to improve the light absorption capacity of photocatalyst.

تيتانيا , سيليكا , اتصال ناهمگن , اكسيد بيسموت , اكسيد تنگستن , كربن نيتريد گرافيتي

Titania , Silica , heterojunction , Bismuth trioxide , Tungsten trioxide , graphite carbon nitride

Rezvan Abdollahpoor

Dr. Amin Bazyari