28265

اثر فتوكاتاليستي تيتانيوم¬ دي ¬اكسيد و روي ¬اكسيد تحت تابش نور UV در حضور ازن

كارشناسي ارشد

فيزيك پلاسما

1399

1401/12/22

دكتر شهاب نوروزيان علم، دكتر بيژن غفاري قمي

دكتر رضوانه امراللهي بيوكي

فيزيك

چكيده در اين پروژه به منظور مطالعه تخريب رنگ به روش ازن زني فتوكاتاليستي ، يك رآكتور پلاسماي سرد SDBD به عنوان منبع توليد كننده ازن ساخته شد. در ادامه تاثير ازن زني بر خواص فتوكاتاليستي TiO2 و ZnO مورد مطالعه قرار گرفت. جهت ازن زني به محلول هاي فتوكاتاليستي، يك محفظه توليد كننده ازن طراحي و ساخته شد و در نهايت به كمك يك پمپ هوا ازن به محلول ها وارد شد. هم چنين به منظور بررسي فعاليت فتوكاتاليستي، محلول هاي ppm 10 رنگ هاي متيلن بلو و متيلن اورنج تهيه شد. براي بررسي مورفولوژي و اندازه نانو ذرات TiO2 و ZnO آناليز SEM انجام شد. براي بررسي فاز كريستالي نانو ذرات TiO2 و ZnO اناليز XRD گرفته شد كه براي TiO2 فاز كرستالي آناتاز را نشان داد. براي بررسي مقدار تخريب رنگ در محلول هاي نمونه از آناليز UV-Vis استفاده كرديم. آزمايش فتوكاتاليستي نشان داد كه نانو ذرات TiO2 بعد از گذشت 90 دقيقه 18 % متيل اورنج و 96% متيلن بلو را تخريب كردند و نانو ذرات ZnO بعد از گذشت 90 دقيقه 31% متيل اورنج و 75% متيلن بلو را تخريب كردند. آزمايش ازن زني فتوكاتاليستي در دو حالت ازن زني پيوسته و مقطعي انجام شد و نتايج بهتر در صورت ازن زني مقطعي مشاهده شد كه اين نتايج براي نانوذرات TiO2 بعد از گذشت 90 دقيقه تخريب 25% رنگ متيل اورنج و 97% رنگ متيلن بلو نشان داد و براي نانوذرات ZnO بعد از گذشت 90 دقيقه تخريب 40% رنگ متيل اورنج و 80% متيلن بلو را نشان داد. براي بهبود سرعت تخريب رنگ در حضور ازن به نمونه محلول 50 ميلي ليتري TiO2 و ppm 10 متيلن بلو ، هوادهي هم انجام داديم و شاهد تخريب رنگ حدود 80% بعد از گذشت 20 دقيقه نوردهي بوديم كه نشان دهنده بهبود سرعت و راندمان تخريب رنگ در حضور ازن زني فتوكاتاليستي است.

1402/02/23

Photocatalytic effect of titanium dioxide and zinc oxide under UV light irradiation and in the presence of ozone

3/12/2024 12:00:00 AM

ABSTRACT In this project, in order to study the degradation of paint by photocatalytic ozonation method, a SDBD cold plasma reactor was built as a source of ozone production. Next, the effect of ozonation on the photocatalytic properties of TiO2 and ZnO was studied. In order to ozonate the photocatalytic solutions, an ozone generating chamber was designed and built, and finally ozone was introduced into the solutions with the help of an air pump. Also, in order to investigate the photocatalytic activity, 10 ppm solutions of methylene blue and methyl forange dyes were prepared. SEM analysis was performed to check the morphology and size of TiO2 and ZnO nanoparticles. To check the crystalline phase of TiO2 and ZnO nanoparticles, XRD analysis was taken, which showed anatase crystalline phase for TiO2. We used UV-Vis analysis to check the amount of color degradation in sample solutions. The photocatalytic test showed that TiO2 nanoparticles destroyed 18% and 96% of methyl orange and methylene blue after 90 minutes, respectively, and ZnO nanoparticles destroyed 31% and 75% of methyl orange and methylene blue after 90 minutes, respectively. The photocatalytic ozonation test was performed in two modes of continuous and intermittent ozonation, and better results were observed in the case of intermittent ozonation, which led to the destruction of 25% of the methyl orange color and 97% of the methylene blue color after 90 minutes for TiO2 nanoparticles. It turned blue and for ZnO nanoparticles after 90 minutes it showed 40% degradation of methyl orange and 80% of methylene blue. In order to improve the speed of color degradation in the presence of ozone, we also aerated the 50 ml solution of TiO2 and 10 ppm methylene blue, and we saw about 80% color degradation after 20 minutes of exposure, which shows the improvement in the speed and efficiency of color degradation in the presence of ozone.

ازن زني فتوكاتاليستي، تخريب رنگ، فتوكاتاليست، اكسيداسيون پيشرفته، پلاسماي SDBD

photocatalytic ozonation, color degradation, photocatalyst, advanced oxidation, SDBD plasma

1

2