31261

سنتز و شناسايي نانوكامپوزيت ميله اي شكل ZnO / CuO در بستر نانوالياف پليمري و بررسي كاربرد جذب و فتوكاتاليزگري آن در حذف آلاينده¬هاي آب

كارشناسي ارشد

شيمي معدني

1400

1403/06/20

محبوبه رباني

محبوبه رباني

شيمي

در اين پروژه، نانوذرات ميله¬اي شكل روي¬اكسيد با استفاده از روش هيدروترمال سنتز شد جهت بهبود خاصيت فتوكاتاليزگري، نانوذرات مس¬اكسيد نيز به تركيب فوق¬الذكر اضافه شد. براي اين كار از روش سل-ژل استفاده گرديد و نمونه¬هاي روي¬¬اكسيد و مس¬اكسيد با نسبت مولي 1:1 با يكديگر تركيب شدند. در واقع¬، با قرارگيري اين دو اكسيد فلزي در كنار يكديگر از بازتركيب سريع الكترون-حفره جلوگيري به¬عمل آمد كه اين امر خود منجر به افزايش قابل توجه بازدهي واكنش تخريب فتوكاتاليزگري شد. در مرحله¬ي بعد، به منظور تهيه¬ي غشاي فتوكاتالزگر نهايي از روش الكتروريسي استفاده شد. در اين مرحله از پليمر پلي آكريل نيتريل استفاده شد. نانوكامپوزيت فلزي روي ZnO/CuO با نسبت 10% وزني با پليمر مذكور تركيب شد و غشاي فتوكاتاليزگر نهايي بدست آمد. هدف از تهيه¬ي اين غشاي فتوكاتالزگر آن است كه نشان داده شود كه با افزودن يك نانوكامپوزيت به اين غشاي پليمري كه فاقد خاصيت فتوكاتاليزگري است، مي¬توان يك تركيب فتوكاتاليزگر براي تخريب آلاينده¬ي متيلن بلو ايجاد كرد كه با توجه به وجود بستر پليمر به راحتي مي¬توان آن را از محيط واكنش جدا نمود و پس از شستشو مجددا به¬كار گرفت. به¬منظور اثبات تشكيل ساختار غشاي فتوكاتاليزگر از آناليزهاي FT-IR، FE-SEM، EDX-mapping و XRD استفاده شد و تشكيل ساختار مورد نظر به¬خوبي اثبات شد. ابتدا خاصيت جذب تركيب فتوكاتاليزگر مورد بررسي قرار گرفت. براي اين كار از محلول آلاينده¬ي متيلن بلو با غلظت ppm 10 استفاده شد. نتايج حاصل شده نشان داد كه در مدت زمان 3 ساعت در حدود 71% از آلاينده¬ي مورد نظر جذب شده است. سپس، تست فتوكاتاليزگري براي همين كامپوزيت ZnO/CuO و آلاينده با غلظت مشابه و تحت تابش نور لامپ LED 15 وات انجام شد كه نتايج بدست آمده نشان داد كه ميزان تخريب آلاينده تا حدود 94% افزايش يافته است.

1403/07/03

Synthesis and characterization of CuO / ZnO rod-shaped nanocomposite in polymer nanofiber substrate and investigation of its absorption and photocatalysis application in water pollutant removal

9/10/2025 12:00:00 AM

In this project, rod-shaped zinc oxide nanoparticles were synthesized using hydrothermal method to improve the photocatalytic properties, copper oxide nanoparticles were also added with the above mentioned compound. For this work, sol-gel method was used and samples of zinc oxide and copper oxide were mixed with each other with a molar ratio of 1:1. In fact, by placing these two metal oxides next to each other, the rapid recombination of the hole electron was prevented, which led to a significant increase in the photocatalysis degradation reaction range. In the next step, the electrospinning method was used to prepare the final photocatalyst membrane. In this step, polyacrylonitrile polymer was used. Metal zinc oxide-copper oxide nanocomposite with a 10% weight ratio was combined with the mentioned polymer and the final photocatalyst membrane was obtained. The purpose of preparing this photocatalyst membrane is to show that by adding a nanocomposite to this polymer membrane which has no photocatalytic properties, a photocatalyst compound can be created for the degradation of methylene blue pollutant, which according to the presence of the substrate The polymer can be easily separated from the reaction medium and reused after washing. In order to prove the formation of the photocatalyst membrane structure, FT-IR, FE-SEM, EDX-mapping and XRD analyzes were used and the formation of the desired structure was well proven. First, the absorption property of the photocatalyst composition was investigated. For this purpose, methylene blue pollutant solution with a concentration of 10 ppm was used. The obtained results show that about 60% of the target pollutant was destroyed within 3 hours. Then, the photocatalysis test was performed for the same compound and pollutant with the same concentration, and the results showed that the rate of pollutant removal increased to about 90%.

نانوكامپوزيت , پلي آكريل نيتريل , الكتروريسي , فتوكاتاليزگر

Nanocomposite , polyacrylic nitrile , electrospinning , photocatalyst

mahdi taghviat ghazian

mahboubeh rabbani