|
عنوان
|
ارزیابی خواص و عملکرد فتوکاتالیستی نانوالیاف کامپوزیتی Bentonite-TiO2 در حذف آلاینده دارویی دیکلوفناک
|
|
نوع پژوهش
|
پایان نامه
|
|
کلیدواژه‌ها
|
تخریب فتوکاتالیستی، دیکلوفناک، الکتروریسی، نانوذرات رسی، نانوالیاف تیتانیوم دی‌اکسید
|
|
چکیده
|
در سال‌های اخیر، فرآیند فتوکاتالیستی در حضور نانومواد TiO2 به دلیل هزینه پایین و خواص کارآمد به‌عنوان یکی از امیدوارکننده‌ترین روش‌ها برای تخریب آلاینده‌های دارویی مورد توجه قرار گرفته است. بااین‌حال، نانومواد TiO2 به عنوان پرکاربردترین و مؤثرترین فتوکاتالیست شناخته شده، از معایبی چون بازترکیب سریع الکترون-حفره، تجمع نانوذرات در محلول، ظرفیت جذب پایین و نیز جداسازی دشوار رنج می‌برند. ازجمله راهکارهای کارآمد جهت رفع این مشکلات، ترکیب با نانوذرات جاذب و نیز بکارگیری آن با مورفولوژی نانوالیاف می‌باشد. در این زمینه، نانوذرات رسی به دلیل مقرون‌به‌صرفه بودن، فراوانی، کارآیی بالا و سطح زیاد گزینه‌ای مناسب برای ترکیب با تیتانیا می‌باشند. در تحقیق حاضر، کارآیی نانوالیاف الکتروریسی شده TiO2 خالص و آلاییده به نانوذرات بنتونیت، سپیولیت و دیاتومه با %.wt 1 در تخریب آلاینده دارویی دیکلوفناک موردبررسی قرار گرفت. نمونه‌های سنتزی توسط آنالیزهای XRD، FESEM/EDX، DRS و PL شناسایی شدند. آنالیزهای XRD و FESEM/EDX مؤید سنتز موفق نانوالیاف کامپوزیتی بودند. از طرفی، نتایج آنالیزهای شناسایی نشان داد که با افزودن نانوذرات رسی در ساختار نانوالیاف تیتانیا فاز نامطلوب روتیل در مقایسه با فاز آناتاز کمتر تشکیل شده و سبب هم‌ترازی، یکنواختی و کاهش اندازه قطر نانوالیاف می‌شود. بعلاوه، افزودن این نانوذرات سبب افزایش طول عمر حاملان بار و ظرفیت جذب نانوالیاف شده است. این ویژگی‌ها که سبب بهبود عملکرد نانوالیاف تیتانیای آلاییده به نانوذرات رسی شده‌اند، در مورد نانوذرات بنتونیت نسبت به سپیولیت و به‌ویژه دیاتومه برجسته‌تر می‌باشند. برای یافتن درصد وزنی بهینه نانوذرات بنتونیت، نانوالیاف کامپوزیتی تیتانیا با مقادیر مختلف (5/0، 1و %.wt2) سنتز شد. نتایج ارزیابی عملکردی بیانگر افزایش بازده فتوکاتالیستی با افزایش مقدار بارگذاری تا wt.% 1 بنتونیت بود. با افزایش بیشتر مقدار بنتونیت، تغییر محسوسی در بازدهی مشاهده نگردید. با توجه به مطالعه چگونگی اثرگذاری فاکتورهای عملیاتی مؤثر و برهم‌کنش‌های میان آن‌ها بر روی بازده با استفاده از مدل RSM-CCD، مشخص گردید که پارامترهای مستقل غلظت و pH و نیز اثر متقابل این دو پارامتر بیشترین اثرگذاری را دارند. در شرایط عملیاتی بهینه (زمان تابش 98/119دقیقه، 17/6 =pH، دوز نانوالیاف g/L 1 و غلظت آلاینده ppm 8) راندمان حذف فتوکاتالیستی 3/98% به دست آمد.
|
|
پژوهشگران
|
مهرداد خامفروش (استاد راهنما)، فرهاد رحمانی چیانه (استاد راهنما)، نرگس دوستکامی (دانشجو)
|