مطالعه ویژگی های فتوکاتالیستی دی اکسید تیتانیوم نانوبلورین
چکیده
پودرهای نانو TiO2 با ساختار آناتاز خالص از روش رسوبی-حلالی-ژل شدن و با استفاده از H2TiO3، پراکسید هیدروژن و آمونیاک به عنوان واکنشگر، تهیه شدند. محلول رنگی قرمز X-3B فعال به عنوان آلاینده مدل در آزمایش های تخریب فتوکاتالیستی انتخاب شد. اثر اندازه دانه ها، دوز و میکروساختار نانو TiO2 بر روی ویژگی های فتوکاتالیستی آن مطالعه شد. نتایج نشان می دهند که فعالیت نوری نانو TiO2 با کاهش اندازه ذرات یا افزایش دوز نانو TiO2، افزایش می یابد. با این حال، افزایش بیش از حد در غلظت نانو TiO2 باعث افزایش فعالیت نوری نمی-شود. TiO2 به فرم آناتاز نسبت به فرم روتیل فعالیت نوری بیشتری را نشان می دهد. محلول رنگی بدون افزودن پودرهای نانو TiO2 یا قرار گرفتن تحت اشعه نور خورشید، به سختی تخریب می شود.
1. مقدمه
برخی محدودیت ها و معایب در روش های سنتی تصفیه آب از جمله جذب کربن فعال، اکسیداسیون شیمیایی، هضم بیولوژیکی و غیره وجود دارد. به عنوان مثال، جذب کربن فعال تنها به انتقال فاز آلودگی ها، بدون تجزیه کردن آن ها، می پردازد. اکسیداسیون شیمیایی در معدنی کردن همه مواد آلی ناتوان است و تنها از نظر اقتصادی برای حذف آلاینده هایی با غلظت بالا مناسب است. هضم بیولوژیکی نیازمند فراهم بودن لجن های فعال و کنترل مناسب pH و دما است. از این رو، سرعت واکنش پایین است. فرآیند فتوکاتالیستی TiO2 که به عنوان یک کاتالیست نیمه هادی تحت نور UV در تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد، مزایای زیر را به همراه دارد: اکسیداسیون کامل آلاینده های آلی در چند ساعت بدون تولید فرآورده های چندحلقه ای ، تخریب آلاینده ها در محدوده ppb و غیره [1]. از این رو، مطالعه بر روی ویژگی های فتوکاتالیستی TiO2 نشان داده است که این فرآیند به تعدادی پارامتر شامل اندازه ذره ، مساحت سطح، نسبت بین فاز روتیل و آناتاز، شدت نور و موادی که لازم است تخریب شوند، بستگی دارد. به طور عمومی یک امر پذیرفته شده در بیشتر سیستم های واکنش فتوکاتالیستی، این است که آناتاز فعالیت بیشتری از روتیل نشان می دهد [2].
Abstract
Nano-TiOz powders with pure anatase structure were prepared by the method of precipitation-solution-gelation, using HzTi03, hydrogen peroxide and ammonia as reactants. Active red X-3B dye solution was selected as a model pollutant for the photocatalysis degradation experiments. The effects of grain sizes, dosage and microstructure of nano-Ti02 on its photocatalysis properties were studied. The results show that photo-activity of the nano-TiO~ is enhanced with the grain sizes reducing or dosages increasing of nano-TiOz. However, excess increase in nano-Ti02 concentration is not advantageous to the enhancement of the photo-activity. Anatase Ti02 demonstrated a higher photo-activity than rutile TiOz. The dye solution hardly degraded without nano-TiOz powders being added into it or under sunlight irradiation.
1 Introduction
In traditional wastewater treatment techniques, including activated carbon adsorption, chemical oxidation, biological digestion, etc, there are somc limitations and disadvantages. For instance, activated carbon adsorption only involves phase transfer of pollutants without decomposition. Chemical oxidation is unable to mineralize all organic substances and is only economically suitable for the removal of pollutants in high concentrations. Biological digestion requires disposal of active sludges and control of proper pH and temperature. Furthermore its reaction rate is slow. For the photocatalysis process of Ti02 used as a semiconductor catalyst under UV-light in wastewater treatment, it shares the following advantages: complete oxidation of organic pollutants in a few hours, without production of polycyclic products, degradation of pollutants in ppb range, etc EI~. Thus, studies on photocatalysis properties of Ti02 have been in focus in recent years. Photocatalysis properties of Ti02 have been suggested to depend on quite a number of parameters including particle size, surface area, the ratio between the anatase and rutile phase, light intensity and materials to be degraded. For most photocatalysis reaction systems, it is generally accepted that anatase demonstrates a higher activity than rutile E21 .
چکیده
1. مقدمه
2.بخش تجربی
1.2.تهیه نانو بلور TiO2
2.2.شناسایی نانو بلور TiO2
3.2.آزمایش های تخریب
3.نتایج و بحث
1.3.اثر دوز نانو TiO2
2.3.اثر اندازه دانه
3.3.اثر میکروساختار
4.3.اثر تابش
4. جمع بندی
Abstract
1 Introduction
2 Experiments
2.1 Preparation of nanocrystalline TiO2
2.2 Characterization of nanocrystalline TiO2
2.3 Degradation experiments
3 Results and Discussions
3.1 Effect of nano-TiO2 dosage
3.2 Effect of grain size
3.3 Effect of microstructure
3.4 Effect of irradiation
4 Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه