-
شماره ركورد
33045
-
پديد آورنده
مبين بابازاده
-
عنوان
استفاده از نانو صفحات گرافن اكسايد پوشش داده شده با تيتان و بررسي رفتار فتوكاتاليستي آن در آكريليك پايهآبي
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي گرايش پليمر
-
سال تحصيل
1400
-
تاريخ دفاع
28/09/1403
-
استاد راهنما
مسعود جمشيدي
-
استاد مشاور
مژگان دريكوندي
-
دانشكده
مهندسي شيمي
-
چكيده
امروزه پسابهاي رنگي صنايع نساجي به معضل بزرگ محيط زيستي در كشورهاي در حال توسعه تبديل شدهاند و تصفيه آنها با چالشهاي زيادي مواجه است. اين مواد رنگزا به دليل پيچيدگي ساختار و تجزيهپذيري پايين، از طريق روشهاي سنتي قابل حذف نيستند. در يك دههي اخير فتوكاتاليستها، به ويژه دياكسيد تيتانيوم (TiO₂)، بهعنوان يك راهحل مؤثري براي تجزيه مواد رنگزا و آلايندههاي آب و هوا مطرح شدهاند. همچنين، گرافن اكسايد بهعنوان يك ماده نانويي با خواص جذب بالاي آلاينده ها، بهبوددهنده كارايي سيستمهاي تصفيه آب است. هدف اين تحقيق، سنتز يك فتوكاتاليست هيبريدي ارتقاء يافته از دي اكسيد تيتانيوم و گرافن (TiO2@GO) براي حصول هردو ويژگي تخريب فتوكاتاليستي و جذب آلودگي رنگي از پساب است. براي اين منظور، ابتدا نانوذرات GO از گرافيت خشك با روش هامر اصلاح شده سنتز گرديد. سپس نانوذرات تيتانيوم دي اكسيد از طريق فرايند سل-ژل بر روي صفحات GO تشكيل شد. به منظور ايجاد مقادير مختلف TiO2 روي نانوصفحات، فرايند در سه غلظت مختلف پيش ماده تترابوتيل تيتانات (TBOT) انجام شد (1/0، 2/0 و 3/0 از TBOT نسبت به وزن GO). سپس دماي بهينه كلسيناسيون توسط آناليزهاي XRD براي نانوذراتTiO₂ و TiO₂@GO تعيين شد. بر اين اساس، دماي 550 درجه سانتيگراد براي تشكيل فاز آناتاز در نانوذرات خالص و 750 درجه سانتيگراد براي نانوذرات هيبريدي بهينه تشخيص داده شد. در ادامه، ذرات تهيه شده با كمك آناليزهاي FTIR، XRD، UV-Visible DRS، PL و Raman، هويت شناسي شدند. نتايج نشان داد كه استفاده از هيبريد GOبا TiO₂ خواص نوري و ساختاري نانوذرات تيتانيوم دي اكسيد را بهبود داده است. اين تغييرات شامل كاهش اندازه بلور، كاهش گاف انرژي، و كاهش نرخ بازتركيبي الكترون-حفره بود. تصاوير FESEM نيز توزيع يكنواخت نانوذرات TiO₂ روي صفحات GO و كاهش اندازه ذرات در كامپوزيتها را تأييد كردند. آزمون تخريب رنگ متيلن بلو (MB) نيز حاكي از آن بود كه هيبريد TiO₂@GO عملكرد فتوكاتاليستي بهتري نسبت به TiO₂ خالص داشته و بيش از 99% متيلن بلو را در طي 12 ساعت در حضور نور UV تخريب نمود.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1403/11/30
-
عنوان به انگليسي
Utilization of Graphene Oxide Nanosheets Coated with Titanium and Investigating Their Photocatalytic Behavior in Water-Based Acrylics
-
تاريخ بهره برداري
12/18/2025 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مبين بابازاده
-
چكيده به لاتين
Industrial wastewater of the textile industry, particularly dyes, has become a significant environmental challenge in developing contries, where treatment processes face considerable difficulties. These dyes are not effectively removable through conventional methods due to their complex structures and low degradability. Photocatalysts, especially titanium dioxide (TiO₂), have emerged as efficient solutions for the degradation of dyes and pollutants in water and air. TiO₂ is widely applied in water treatment and renewable energy systems due to its high photocatalytic activity, stability, and safety. Furthermore, graphene oxide (GO), as a nanomaterial with high adsorption properties, enhances the efficiency of water treatment systems. This study investigates TiO₂ nanoparticles and the TiO₂@GO hybrid with the aim of optimizing their photocatalytic properties. Initially, GO was synthecised by modified Hammer method. Thereafter, TiO2 was coated on GO using sol-gel method. The TiO₂ and TiO₂@GO was assessed for optimal calcination temperatures. The anatase phase formation was evaluated using XRD analysis. A temperature of 550°C was found optimal for the anatase phase formation in pristine TiO2 and 750°C for TiO₂@GO. Based on the FTIR, XRD, UV-Vis DRS, PL, and Raman analyses, coating of TiO2 on GO surface improved the optical and structural properties of the hybrid. These improvements included reduced crystal size, decreased energy band gap, and lower electron-hole recombination rates. FESEM images also confirmed the uniform distribution of TiO₂ on GO sheets and the reduction in particle size in the composites. In the methylene blue degradation experiments, the TiO₂@GO hybrids exhibited superior photocatalytic performances compared to the pristine TiO₂ and GO, achieving over 99% degradation of methylene blue under UV light. The hybrid's enhanced performance is attributed to its reduced energy band gap, increased specific surface area, and improved electron transfer capabilities. These findings demonstrated that the TiO₂@GO hybrid holds great potential for wastewater treatment and pollutant removal applications.
-
كليدواژه هاي فارسي
فتوكاتاليستها , دياكسيد تيتانيوم (TiO₂) , گرافن اكسايد , تصفيه آب , تخريب رنگ , متيلن بلو.
-
كليدواژه هاي لاتين
Photocatalysts , Titanium dioxide , Graphene oxide , Water treatment , Dye degradation , Methylene blue
-
Author
mobin babazadeh
-
SuperVisor
Dr. masuod jamshidi
-
لينک به اين مدرک :