9676

سنتز جاذب و كاتاليزگر نوري كامپوزيتي تيتانيوم‌اكسيد/گرافن‌اكسيد احياء شده به منظور حذف آلاينده متيلن‌بلو

كارشناسي

مهندسي مواد و متالورژي

1404

دكتر حسين سرپولكي- دكتر هاجر قنبري

1404/02/20

مواد و متالورژي

Photocatalytic and adsorbent synthesis of reduced graphene oxide/titanium oxide composite for removal of methylene blue pollutant

امروزه، يكي از بزرگترين چالش‌هاي دنيا، افزايش روزافزون آلودگي فاصلاب‌ها است. اين آلاينده‌ها به زيست‌بوم آبي صدمه مي‌زند و خطرات جدي براي سلامت انسان ايجاد مي‌كند. به كمك فناوري كاتاليزگري نوري و جذب، آلاينده‌هاي فاضلاب‌ها از جمله رنگ‌ها را مي‌توان با ايجاد راديكال‌هاي هيدروكسيل و آنيون‌هاي سوپراكسيد، جذب و تخريب كرد. كامپوزيت‌هاي تيتانيوم‌اكسيد/گرافن‌اكسيد احياء شده اهميت كاربردي در مسائل محيط‌زيستي دارند. كامپوزيت‌هاي تيتانيوم اكسيد/گرافن‌اكسيد احياء شده به دليل قابليت افزايش جذب آلاينده‌ها، دامنه جذب نور گسترده، انتقال الكترون آسان و جلوگيري از بازتركيب الكترون-حفره براي حذف آلاينده‌هاي فاصلاب و تصفيه آب، بسيار مناسب‌‌ هستند. در پژوهش پيش رو، كامپوزيت تيتانيوم‌اكسيد/گرافن‌اكسيد احياء شده به روش گرمابي به منظور حذف آلاينده متيلن‌بلو سنتز شده است. سنتز گرافن در اين آزمايش به روش هامرز انجام شد. فرايند اكسيداسيون گرافن در دو مرحله با استفاده از فسفريك‌اسيد و سولفوريك‌اسيد و در مرحله دوم با استفاده از آب اكسيژنه انجام شد. سوسپانسيون بدست آمده از طريق دستگاه سانتريفيوژ شستشو داده شد. براي تهيه گرافن‌اكسيد، محصول بدست آمده از اين روش به مدت 30 دقيقه تحت امواج فراصوت قرار گرفت. براي سنتز كامپوزيت تيتانيوم اكسيد/گرافن‌اكسيد احياء شده به روش گرمابي در دماي 180°C و به مدت شش ساعت از اختلاط تيتانيوم ايزوپروپوكسايد و دي‌اتانول‌آمين استفاده شد. كامپوزيت تيتانيوم‌اكسيد/گرافن‌اكسيد احياء شده بدست آمده به روش فوق به كمك آناليزهاي پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپي الكتروني روبشي نشر ميداني و طيف سنجي مرئي-فرابنفش مشخصه‌يابي شد. آزمون جذب/كاتاليزگري نوري با كمك محلول 50 ppm متيلن‌بلو و 50 mg پودر كامپوزيت تيتانيوم‌اكسيد/گرافن‌اكسيد احياء شده در محدوده 700-200 نانومتر انجام شد. نتايج حاصل از آناليز نشان داد كه نانو‌ميله‌ها و نانوذرات تيتانيوم‌اكسيد با رشد جهت‌دار، روي ورقه‌هاي گرافن‌اكسيد قرار گرافته‌اند و داراي قابليت جذب 98/80% از آلاينده متيلن‌بلو پس از 30 دقيقه تحت تاريكي و تجزيه 96/67% از آلاينده متيلن‌بلو پس از 105 دقيقه تحت نور مرئي-فرابنفش است.