Skip to main content
SUPERVISOR
Sedigheh Borhani,Mahmoud Feiz
صدیقه برهانی (استاد راهنما) محمود فیض (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mahdieh Eslami
مهدیه اسلامی حسن آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Investigation into the Photocatalytic Degradation of azo reactive(C.I.Reactive Blue 13) dye using Ag-ZnO/CNT Nanofibers
: Increasing the world's population and industrial growth has led to an increase in the need for clean water, as well as extensive research to achieve a beneficial way to remove pollutants. Photo catalyst is a green method widely used in the field of water purification. Because different types of pollutants can be completely decomposed by photocatalytic active light-emitting diodes under UV light. ZnO nanostructures with different morphologies have attracted much attention to photocatalytic applications in the environment and energy fields. Among the various forms of nanofibers with outstanding features such as high surface area, convenient reusability and higher yields, but due to the wide bandgap of zinc oxide, UV is used as a source of radiation, which is a major factor limiting the use of ZnO photocatalytic nanofibers. Photocatalytic reactions under visible light can be achieved by doping of ZnO with an appropriate element. In this study, two suitable elements, silver (Ag) and multiwall carbon nanotubes (MWCNTs) were used to reduce electron-hole recombination and increase light absorption, which would increase photocatalytic efficiency under visible light. Ag-ZnO / CNT nanofiber was synthesized by polymeric PVA electrospinning method, containing metal precursors and appropriate amounts of Ag and CNT nanoparticles. Then the obtained nanofibers were calcinated under the furnace conditio the temperature was rate 3?C / min, the temperature of 600?C, and the time of calcine 5h. Nanofibers were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (FE-SEM) and X-ray diffraction (XRD) tests. The results of FTIR and XRD tests confirmed the formation of ZnO crystals and the presence of Ag and CNT particles after calcination treatment. Also, FE-SEM images show nanofibers morphologies in different calcination condition, indicating the most important effect of temperature and temperature rate on the formation of nanofibers. With the addition of Ag and CNT particles to pure nanofiber ZnO, the dye degradation efficiency under visible light exposure increased from 48.86% to 67.32% and 98.81%, respectively. The effects are factors such as radiation source, pH and amount of photo catalyst on the dye degradation process were also investigated. Also, COD was measured and results show the suitable pH for the dye degradation process was pH = 7. The results confirm that ZnO based on Ag / CNT nanoparticles has prominent photocatalytic activity.
افزایش جمعیت جهان و رشد صنعتی منجر به افزایش نیاز به آب خالص شده و همچنین تحقیقات گسترده جهت دستیابی به یک روش سودمند به منظور حذف آلاینده ها صورت می گیرد. فوتوکاتالیست ها یک روش سبز، در زمینه تصفیه آب به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است. زیرا انواع مختلف آلاینده ها می توانند به طور کامل توسط نیمه هادی های فعال فوتوکاتالیستی تحت تابش نور UV تجزیه شوند. نانوساختار های ZnO با مورفولوژی hy;های مختلف توجه زیادی را برای کاربرد های فوتوکاتالیستی در محیط زیست و زمینه های انرژی جلب کرده اند که در بین اشکال مختلف، نانوالیاف دارای خصوصیات برجسته ای از جمله سطح مخصوص بالا، بازیابی راحت و بازده بیشتر می باشد؛ اما به دلیل انرژی نواری گسترده اکسید روی از UV به عنوان منبع تابش آغازگر استفاده می شود که این عامل اصلی محدود کننده استفاده از نانوالیاف فوتوکاتالیستی ZnO است.واکنش های فوتوکاتالیستی تحت نور مرئی نیازی به محدود کردن انرژی نواری ZnO نداشته و می توان به وسیله ی دوپینگ با یک عنصر مناسب به این امر دست یافت. در این تحقیق از دو عنصر مناسب نقره (Ag) و نانولوله های کربنی چند دیواره (MWCNT) به منظورکاهش ترکیب مجدد الکترون-حفره و افزایش جذب نور که باعث افزایش بازده فوتوکاتالیستی تحت نور مرئی خواهد شد، استفاده گردید. نانوالیاف Ag-ZnO/CNT توسط روش الکتروریسی محلول پلیمری PVA حاوی پیش ماده ی فلزی و مقادیر مناسب نانوذرات Agو CNT سنتز شد. سپس نانوالیاف حاصله تحت شرایط کوره؛ نرخ ?c/min 3، دمای ?c600و مدت زمان h5 کلسینه و تولید شد. نانوالیاف توسط آزمون های طیف سنجی مادون قرمز(FTIR)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM) و پراش اشعه ی ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از آزمون هایFTIR و XRD به خوبی تشکیل بلور های ZnO و حضور ذرات Ag و CNT را بعد از عملیات کلسینه تایید کردند. همچنین تصاویر FE-SEM مورفولوژی های نانوالیاف در شرایط مختلف کوره را نشان می دهدکه بیانگر تاثیر بسیار مهم نرخ و دما در شکل گیری نانوالیاف است. با اضافه شدن ذرات Ag و CNT به نانوالیاف خالص ZnO بازده تخریب رنگزا تحت تابش نور مرئی، از%86/48 به ترتیب به%32/67 و%98/81 افزایش یافت. تاثیر عواملی همچون منبع تابش ،pH ومقدار بارگذاری فوتوکاتالیست روی فرآیند تخریب رنگزا نیزمورد بررسی قرار گرفت. همچنین با اندازه گیری COD نیز کیفیت پساب بررسی شد و pH مناسب برای پروسه ی تخریب رنگزا 7= pH حاصل شد. نتایج نشان می دهد که ZnO بر پایه ی Ag/CNT فعالیت فوتوکاتالیستی برجسته ای را دارا می باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی