20129

۲۰۱۲۹

تهيه و مشخصه يابي نانوكامپوزيت مغناطيسي كربن تهيه شده از پوست بادام و بيسموت فريت

كارشناسي ارشد

علوم و فناوري نانو (نانوشيمي)

95-96

۱۳۹۷/۸/۳۰

دكتر آزاده تجردي

شيمي

چكيده در اين پايان نامه با توجه بـه مطالعات انجام شده و مواد خام در دسترس، تهيه كربن فعال از پوست بـادام تحت فعـال سازي شيميايي فسفريك اسيد آورده شده است. كربن فعال مزومتخلخل در طي فرآيند تك مرحلـه اي تهيه شد و در اين فرآيند، گرمادهي به روش كوره حرارتـي در دماي پايين انجام شد. كربن فعال تهيه شده به وسيله ميكروسكوپ الكترونـي روبشي (SEM)، طيف بينـي زير قرمز (FT-IR) و ايزوترم جذبـي نيتروژن (BET)، پراش پرتو ايكس (XRD) شناسايـي شد. براي بررسي داده هاي حاصل از مطالعات جذبي از دستگاه طيف بينـي فرابنفش- مريي (UV-Vis) استفاده شد. در اين پژوهش نانوذرات بيسموت فـريـت بـا روشـي آسـان و سريـع در مدت 20 دقيقه با روش احتراقي با كمك امواج ريزموج در حالت جامد سنتز شد. به منظور تهيه نانوذرات بيسموت فريت مواد اوليه بيسموت نيترات پنج آبه، آهن () نيترات نه آبه با نسبت 1:1 همراه با مـقـاديـري از گـلايـسـيـن و آمـونـيـوم نـيـتـرات بـه تـرتـيـب بـه عـنـوان سـوخـت و عـامـل اكـسـنـده مــورد اسـتـفـاده قـرار گرفـت. بـه مـنـظـور بـررسـي اثـر زمـان، قـدرت امــواج، مـقـدار نـسـبـت سـوخـت بـه اكـسـنـده طـي چـنـديـن آزمــون انـجـام شـده است و سـپـس مـحـصـول بـه دست آمـده جـمـع آوري و شـنـاسـايـي شـد. نـانـوذرات بـيـسـمـوت فـريـت سـنـتـز شـده بـا كربـن فـعـال تـهـيـه شـده از پـوست بـادام كامپوزيت گرديد. براي سنتز كامپوزيت AC/BiFeO3 از روش مرطوب (خيس) استفاده شد. محصولات تهيه شده با روش هـاي FT-IR، XRD، SEM، VSM، EDX و BET شناسايي گرديد. سپس عملكرد جذب و تخريب اين محصولات براي حذف رنگدانه هاي آلاينده آلي نظير رودآمين B و نارنجي متيل در آب مطالعه شد و نتايج عملكرد بهتري را براي كامپوزيت AC/BiFeO3 و كربن فعال تهيـه شده نسبت به نانوذرات مغناطيسي بيسموت فريت را نشان داد. از اين پژوهش نتيجه مي گيريم كه كربن فعال تهيه شده از پوست بادام در طي فرآيند تك مرحله اي روش خوبي براي تهيه ي كربن فعال است و در ايـن پـژوهـش بـه مـنـظـور تـهـيـه نـانـوكـامـپـوزيـت از نـانـوذرات بـيـسـمـوت فـريـت كه روشـي آسـان و سـريـع اسـت در مـدت زمـان 20 دقـيـقـه بـا روش احـتـراقـي بـه كـمـك امـواج ريـزمـوج در حـالـت جـامـد سـنـتـز شـد، اسـتـفـاده مي شود. كلمات كليدي: مــزومـتـخـلـخـل، ضـايـعـات طـبـيـعـي، كـربـن فـعـال، نـانـوذرات بـيـسـمـوت فـريـت، نـانـوكـامـپـوزيـت، تـخـريـب نـوري.

1397/11/29

Preparation and Characterization of Carbon Nanocomposite Prepared from Almond Shell and Bismuth Ferrite

2/17/2019 12:00:00 AM

Abstract: In this research, according to studies and available raw materials, activated carbon has been produced from almond shell under the chemical activation of phosphoric acid. Mesoporous activated carbon was prepared during a one stage process, and in this process, heat treatment was performed at a low temperature furnace method. Activated carbon was detected by scanning electron microscopy (SEM), fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and nitrogen adsorption isotherm (BET), X-ray diffraction (XRD). To investigate the absorption studies, (UV-Vis) spectroscopy was used. In this study, bismuth ferrite nanoparticles were synthesized in an easy and fast way in a 20-minute period by combustion method with the help of solid-state microwave waves. In order to prepare the bismuth ferrite nanoparticles, bismuth(III) nitrate pentahydrate, iron (III) nitrate nonahydrate with 1: 1 ratio, with glycine and ammonium nitrate, were used as fuel and oxidizing agent, respectively. In order to investigate the effect of time, microwave power and amount of fuel to oxidant ratio, several tests were performed and then the products were collected and identified. Also, the nanocomposite of the prepared activated carbon from almond shell and bismuth ferrite nanoparticles, AC/BiFeO3, was synthesized by wet method. The products were identified by FT-IR, XRD, SEM, VSM, EDX and BET methods. Then the absorption and degradation performance of these products was studied for removal of organic pollutants such as rhodamine B and methyl orange in water, and results showed better performance for AC/BiFeO3 composite and activated carbon compared to bismuth ferrite magnetic nanoparticles. Keywords: Mesoporous, Activated carbon, Bismuth ferrite nanoparticles, Nanocomposite, Photo degradation.