8872

سنتز نانوكامپوزيت زئوليت/ اكسيد روي/ گرافن‌اكسيد احيا شده

كارشناسي

مهندسي مواد و متالورژي

1402

دكتر قنبري و دكتر سرپولكي

1402/08/24

مهندسي مواد و متالورژي

Synthesis of zeolite/zinc oxide/reduced graphene oxide nanocomposite

يكي از مهم‌ترين مواد لازم براي بقاي حيات تمامي موجودات زنده از جمله انسان آب است. امروزه به دليل توسعه صنايع و فعاليت‌هاي كشاورزي و دامپروري، مصرف آب افزايش پيدا كرده‌است و اين روند افزايشي با افزايش جمعيت انسان‌ها ادامه پيدا خواهد كرد. بنابراين استفاده صحيح از منابع آبي و تصفيه پساب‌هاي صنعتي براي استفاده مجدد، از اهميت ويژه‌اي برخوردار هستند. روش‌هاي گوناگوني براي حذف آلاينده‌ها از پساب صنعتي پيشنهاد و مطالعه شده‌اند كه دو تا از مهم‌ترين آن‌ها، جذب و كاتاليزگري نوري هستند. با تركيب اين دو روش با همديگر جاذب‌هاي كاتاليزگري نوري مجتمع پديد آمدند. در اين پژوهش از روش ياد شده براي حذف متيلن بلو از آب استفاده شده‌است. در مطالعه پيش رو ابتدا زئوليت به روش گرمابي سنتز شد. سپس كامپوزيت دوتايي زئوليت/ اكسيد روي به نسبت جرمي 1:5، با سنتز درجاي اكسيد روي از گرماكافت پيش‌ماده روي استات دو آبه، به دست آمد. سپس نانوكامپوزيت سه تايي زئوليت/ اكسيد روي/ گرافن‌اكسيد احيا شده به نسبت جرمي 1:200براي كامپوزيت دوتايي و گرافن‌اكسيد احيا شده، از پيش‌ماده‌هاي كامپوزيت دوتايي و گرافن‌اكسيد به روش گرمابي سنتز شد. همچنين پودرهاي گرافن‌اكسيد احيا شده و اكسيد روي نيز به صورت جداگانه به ترتيب به روش‌هاي گرمابي و گرماكافت سنتز شدند. براي سنجش توانايي جذب و تجزيه نوري آلاينده‌ها، آزمون جذب/ كاتاليزگري نوري روي هركدام از نمونه‌ها انجام شد. بدين منظور به طور جداگانه 40mg از پودرهاي زئوليت، اكسيد روي، كامپوزيت زئوليت/ اكسيد روي و نانوكامپوزيت زئوليت/ اكسيد روي/ گرافن‌اكسيد احيا شده در 60ميلي‌ليتر محلول 50ppmمتيلن بلو در آب پخش شد و صد و بيست دقيقه در تاريكي و صد و بيست دقيقه در زير نور فرابنفش قرار گرفتند. بدينگونه، زئوليت، اكسيد روي و كامپوزيت زئوليت/ اكسيد روي به ترتيب 56درصد، 65درصد و 68درصد از متيلن بلو را حذف كردند. اين در حالي است كه نانوكامپوزيت زئوليت/ اكسيد روي/ گرافن‌اكسيد احيا شده تنها پس از سي دقيقه در تاريكي، 97درصد از متيلن بلو را حذف كرد و محلول بي‌رنگ شد. نتيجه‌گيري شد كه زئوليت به دو روش جذب و كاتاليزگري نوري در كاهش غلظت متيلن بلو شركت مي‌كند و در نقطه مقابل اكسيد روي، ظرفيت جذب كمي براي متيلن بلو دارد و بيشتر از طريق كاتاليزگري نوري، متيلن بلو را تجزيه مي‌كند. كامپوزيت‌سازي زئوليت و اكسيد روي موجب بهبود بازده حذف متيلن بلو از محلول مي‌شود. همچنين به نظر مي‌رسد افزودن كمتر از يك درصد وزني گرافن‌اكسيد احيا شده به كامپوزيت دوتايي ياد شده توانايي جذب بسيار بالايي را به نانوكامپوزيت نهايي مي‌بخشد.

پساب , جذب , كاتاليزگري نوري , نانوكامپوزيت , جاذب كاتاليزگري نوري مجتمع , متيلن بلو