15756

15756

پوشش تيتانيا بر روي ذرات كوارتز و بررسي متغيرهاي موثر بر فعاليت فوتوكاتاليستي آن در كاربردهاي تصفيه آب

كارشناسي ارشد

سراميك

بهار 1395

بهار 1395

دكتر فرهاد گلستاني فرد - دكتر حميدرضا رضايي

مواد و متالورژي

چكيده ده موضوع مهم براي جامعه جهاني به ترتيب اهميت شامل انرژي، آب، غذا، محيط زيست، فقر، تروريسم و جنگ، بيماري، تحصيلات، دموكراسي و جمعيت تعريف ميشود كه محيط زيست و كمبود آب در موارد مهم اين موضوع ها قرار دارد. استفاده از فوتوكاتاليست¬ها يكي از راهكارهاي نويد بخش براي حل مشكل آلودگي و كمبود آب است كه از اكسيدتيتانيم به عنوان پرچمدار اين مواد نام برده ميشود. در اين پژوهش، پوشش-هاي نانو ساختار تيتانيا در ضخامت¬ها و شرايط مختلف با استفاده از روش سل-ژل و غوطه¬وري معكوس بر روي ذرات كوارتز ايجاد شده و در محدوده¬ي دمايي c600-400 كلسينه شدند. به منظور شناسايي تركيب فازي پوشش¬ها و نمونه¬ها از آناليز پراش اشعه ايكس معمولي و تابش با زاويه كم استفاده شد. خاصيت نوري نمونه¬ها با آزمون DRS مورد ارزيابي قرار گرفت. ريزساختار پوشش¬هاي اعمال شده با ميكروسكوپ¬هاي الكتروني روبشي(SEM ،FE-SEM ) مشاهده و بررسي شد. همچنين حذف رنگ از محلول آب و رودامين- بي با هدف مطالعه برروي فعاليت فوتوكاتاليستي ذرات كوارتز پوشش داده شده با تيتانيا، تحت تابش امواج فرابنفش و مرئي به صورت جداگانه انجام شد. نتايج آزمايش¬ها نشان داد كه پوشش¬هاي با ضخامت¬هاي حدود nm1000-500 با يكنواختي مناسب بر روي ذرات كوارتز تشكيل شده است كه با افزايش ضخامت و تعداد مراحل پخت ، پوشش¬ها دچار نقص شده¬اند. همچنين از بين ذرات كوارتز با سايزهاي مختلف(m 1200-300) ذرات با سايز ¬m 800-500 به دليل دارا بودن حد بهينه گذر نور و سطح ويژه بيشترين حذف رنگ را از خود نشان دادند. به منظور افزايش فعاليت فوتوكاتاليستي نمونه¬ها، افزودني¬هاي آهن و نيتروژن در ساختار تيتانيا به صورت جداگانه و دوگانه دوپ شدند كه تحت تابش امواج فرابنفش و مرئي به ترتيب نمونه بدون دوپنت با 26% و دوپ دوگانه شده با 37% حذف آلاينده ، بهترين فعاليت فوتوكاتاليستي را از خود نشان دادند. كلمات كليدي: پوشش نانوساختار تيتانيا، ذرات كوارتز، فعاليت فوتوكاتاليستي، دوپ Fe-N