Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Alafchian,S.Mohammad Ghoreshi
علیرضا علافچیان (استاد مشاور) سیدمحمد قریشی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ahmadreza Samadani
احمدرضا صمدانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395
One of the most significant methods in water and waste water treatment and decreasing their contaminants is photocatalytic degradation by semiconductors. This technique is a new, effective, rapid and destructive method to achieve this purpose. While TiO 2 is one the most remarkable photocatalysts, g-C 3 N 4 is a new material that has grabbed interest in recent years. The g-C 3 N 4 has outstanding features such as optical, mechanical, electrical and thermal property. Therefore, the aim of this study is synthesis of TiO 2 -CNT and g-C 3 N 4 , doping of metal elements and assessment of decolorization property of these components. TiO 2 was synthesized by titanium isopropoxide precursor. In order to crystalize initial amorphous Titania and obtain desired crystalline phase, heating treatment has been used. The synthesized materials were characterized by EDX, FESEM, XRD, FTIR methods. The results of FESEM image confirmed the presence of layer of coated TiO 2 with 30-50 nm thickness on CNT with 10-30 nm diameter has dispersed efficiently. Furthermore, image of g-C 3 N 4 showed that g-C 3 N 4 is formed in a layered structure. The result of XRD indicated that crystalline TiO 2 in all synthesized materials, after heating treatment, was anatas and also presence of two important carbon nitride strips that is indication of carbon nitride layers formation, has been seen. In addition, the FTIR confirmed the presence of Ti-O bonding, which is indication of TiO 2 formation, and also there was also a C-N bonds indicating the formation of carbon nitride plates. In order to investigate the photocatalytic function of TiO 2 , CNT with carbon nitride and metal elements, methylene blue at a low concentration in the water phase was used as a model for organic pollutants in the wastewater. The results of this study showed that, the photocatalysts containing zinc has the best results in most cases. Moreover, the color removing by photocatalysts in an alkaline environment is much better than the acid and neutral environment. As the amount of photocatalyst is greater, the level of active photocatalyst sites is higher and the results are better. Finally, the tests were replicated three times and the results were roughly similar and result of decolorization was approximately 87 % in average.
در بین روش های تصفیه آب و فاضلاب وکاهش آلاینده های آن، تجزیه فوتوکاتالیستی با نیمه‌رساناها روشی جدید، مؤثر، سریع و تخریبی برای این هدف می باشد و دی اکسید تیتانیوم به عنوان یکی از بهترین فوتوکاتالیست ها محسوب می شود. از طرف دیگر، گرافیت کربن نیترید، دسته جدیدی از مواد هستند که توجه زیادی را طی سال های اخیر به خاطر خواص نوری، مکانیکی،الکتریکی و حرارتی استثنایی‌آن‌ها به خود جلب کرده اند. لذا هدف این تحقیق، سنتز هیبرید دی اکسید تیتانیوم- نانولوله کربنی وگرافیت کربن نیترید و دوپینگ عناصر فلزی و بررسی خاصیت رنگزدایی این ترکیب می‌باشد.دی اکسید تیتانیوم با استفاده از پیش ماده تیتانیوم ایزو پروپکساید سنتز شد. عملیات حرارتی به منظور تبدیل تیتانیای آمورف به کریستالی و بدست آوردن فاز مورد نظر صورت گرفت. مواد سنتز شده به روش هایٍ ٍ EDX، FESEM،ٍ XRD،FTIR مشخصه یابی شدند. تصاویر FESEM تشکیل لایه ای از ذرات پوشش دهی شده دی اکسید تیتانیوم با ضخامت30-50 نانومتر بر روی نانولوله های کربنی با قطر 10-30 نانومتر را نشان دادکه به خوبی بر سطح پراکنده شده بودند. همچنین تصاویرگرافیت کربن نیترید با ساختار لایه ای منظم به دست آمد. طیف XRD مشخص کرد که ساختار کریستالی دی اکسید تیتانیوم در همه مواد سنتز شده بعد از تریتمنت حرارتی‌، آناتاز بود. همچنین وجود دو نوار مهم گرافیت کربن نیترید که نشانگر تشکیل لایه‌های گرافیت کربن نیترید می‌باشد مشاهده گردید. FTIR وجود پیوند Ti-O را تأیید کرد که نشانه تشکیل دی اکسید تیتانیوم بود . همچنین وجود پیوند‌هایC-N که بیانگر تشکیل صفحات گرافیت کربن نیترید است مشاهده گردید. به منظور بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی دی اکسید تیتانیوم و نانولوله کربنی به همراه گرافیت کربن نیترید و عناصر فلزی و با استفاده از رنگ آزوی متیلن بلو در غلظت های پایین در فازآبی به عنوان مدل برای آلاینده آلی در پساب انجام شد. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که در اغلب موارد فوتوکاتالیست حاوی روی بهترین نتایج را به همراه داشته است. همچنین حذف رنگ به وسیله فوتوکاتالیست در محیط قلیایی بسیار بهتر از محیط اسید و خنثی است. هر چه مقدار فوتوکاتالیست بیشتر شود، تعداد سایت‌های فعال سطح فوتوکاتالیست نیز بیشترگردیده و نتایج نسبتا بهتری دارد. سرانجام آزمون تجدید پذیری برای بهینه‌ترین حالت سه مرتبه انجام گرفت که نتایج تقریبا مشابهت خوبی داشت وحدود 87 درصد از رنگ حذف گردید .

ارتقاء امنیت وب با وف بومی