تهیه و شناسایی نانو تیتانیا کپسوله شده درساختار زئولیت X حاوی فلزهای نیکل، کبالت و روی و بررسی فتوکاتالیستی آن

محورهای موضوعی : شیمی تجزیه

حمیدرضا آقابزرگ ¹ , هدی امیرمقدم ²

1 - دانشیار شیمی معدنی، پژوهشکده کاتالیست و نانوفناوری، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران
2 - کارشناس ارشد شیمی معدنی، دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، تهران، ایران

تاریخ دریافت : 1391/09/01 تاریخ پذیرش : 1391/11/01 تاریخ انتشار : 1391/12/01

کلید واژه: X, فتوکاتالیست, زئولیت TiO2, نیتروفنل, فنل,

چکیده مقاله :

در این کار پژوهشی، نانو ذره‌های تیتانیا با استفاده از نمک آمونیم تیتانیل اگزالات در درون کانال‌های زئولیت (M=Ni, Co, Zn) MX کپسوله شدند. برای تهیه ترکیب یاد شده، ابتدا با روش تبادل یونی زئولیت NH4X از زئولیت NaX تهیه و سپس با استفاده از نمک‌های نیترات فلزهای نیکل، کبالت و روی، زئولیت MX تهیه شد. نمونه‌های تهیه شده با روش‌های پراش پرتو XRD) X)، طیف سنجی زیر قرمز (FT-IR) ، طیف سنج بازتاب پخشی (DRS) شناسایی و برای ریخت‌شناسی نمونه‌ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. تجزیه عنصری نمونه‌ها با روش EDXَ انجام پذیرفت. هم‌چنین فعالیت فتوکاتالیتیکی نمونه‌های سنتز شده در حضور فنل و نیتروفنل بررسی شد. نتیجه‌های به دست آمده حاکی از آن است که قرار گرفتن تیتانیم و فلزهای مورد نظر در زئولیت X مورد استفاده، نمونه‌های به دست آمده از درجه بلورینگی به نسبت خوبی برخوردارند. هم‌چنین فلزها در موقعیت‌های چهاروجهی و هشت‌وجهی در زئولیت X جایگزین می‌شوند. فعالیت فتوکاتالیتیکی نمونه‌های تهیه شده برای تخریب نیتروفنل بیشتر از فنل است و در مجموع این نمونه‌ها از تیتانیا خالص فعال‌ترند.

منابع و مأخذ:

[1] Chen, J.P.; Yang, L.; Ng, W.J.; Wang, L.K.; Thong, S-L.; Handbook of Environmental Engineering: Advanced PhysicochemicalTreatment Processes. In: Wang, LW.; Hung, Y.T.; Shammas, N.K; (eds), p 4261, 2006.
[2] Sherry, H.S.; Handbook of Zeolite Science and Technology. In: Auerbach, S.M.; Carrado,
K.A.; Dutta, P.K; (eds.) Marcel Dekker, p 1007. New York, 2003.
[3] Glaeser, R.; Weitkamp, J.; Basic Principles in Applied Catalysis. In: Baerns, M (ed) p 161, Springer, NewYork, 2004.
[4] Tsuneki, H.; Catal. Surv. Asia. 14, 116–123, 2010.
[5] Fukunaga,T.; Katsuno, H.; Catal. Surv. Asia. 14, 196–102, 2010.
[6] AbboHanna, S.; Salam-Titinchi, J.J.; J. Applied Catalysis A: General, 356, 167–171, 2009.
[7] Gratzel, M.; Photocatalysis Fundamentals and Applications. In: Serpone, N.; Pelizzetti, E. (eds.) P 123. Wiley, New York, 1989.
[8] Amereh, E.; Afahar, Sh.; J. Material Chemistry
and Physics. 120, 356- 360, 2009.
[9] Nishimoto, S.I.; Ohtani, B.; Kajiwara, H.; Kagiya, T.; J. Chem. Soc. Faraday Trans., 181, 61, 1985.
[10] Fox, M.A.; Dulay, M.T.; J. Chem. Rev., 95, 541, 1993.
[11] Tanaka, K.; Hisanaga, T.; Rivera, A.P.; Photocatalytic Purification and Treatment of Water and Air. In: Ollis, D.F.; Al-Ekabi, H.; (eds.) P. 169, Elsevier, Amsterdam., 1993.
[12] Yoneyama, H.; Yamanaka, S.; Haga, S.; J. Phys. Chem. 83, 4833, 1989.
[13] Zhang, Z.; Wang, C.C.; Zakaria, R.; Ying, J.; J. Phys. Chem. B., 102, 10871, 1998.
[14] Tsai, S.J.; Cheng, S.; Catal. Today., 33, 227, 1997.
[15] Sclafani, A.; Palmisano, L.; Schiavello, M.; J. Phys. Chem. 94, 829, 1990.
[16] Serpone, N.; Lawless, D.; Khairutdinov,R.; J. Phys. Chem. 99, 16655, 1995.
[17] Yamazaki, S.; Matsunaga, S.; Hori, K.; Water Res., 35, 1022, 2001.
[18] Reddy, E.P.; Davydov, L.; Smirniotis, P.; Appl. Catal. B: Environ., 42, 1, 2003.
[19] Kuwahara, Y.; Ohmichi, T.; Mori, K.; Katayama, I.; Yamashita, H.; J. Mater Sci., 43, 2407, 2008.
[20] Noorjahan, M.; DurgaKumari, V.; Subrahmanyam, M.; Boule, P.; J. Appl. Catal. B: Environ.,47, 209-213, 2004.

[21] Li, G.; Zhao, X.S.; Madhumita B.; Ray.,Separation and Purification Technology, 55, 91-97, 2007.
[22] Liu, X.; Iu, K.K.; Thomas, .J.K.; J. Chem. Soc, Faraday Trans., 89, 1816, 1993.
[23] Anderson, C.; Bard, A.J.; J. Phys. Chem., 99, 9822, 1995.
[24] Matsuoka, M.; Anpo, M.; J. Photo chem. Photobiol. Re., 3, 225, 2003.
[25] Yamashita, H.; Anpo, M.; Solid State Mater. Sci., 74, 71, 2003.
[26] Phonthamachai, N.; Kirssanasaerancee, M.; Gulari, E.; Jamieson, A.M.; Wongkasemjit, S.; Mater. Chem. Phys., 97, 458, 2006.
[27] Liu, X.; Iu, K.K.; Thomas, J.K.; Chem. Phys. Lett., 195, 163, 1992.
[28] Beattie, I.R.; Faecett, V.; J. Chem. Soc. A., 1, 583, 1967.
[29] Chen, H.; Matsumoto, A.; Nishimiya, N.; Tsutsumi, K.; Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp.,157, 295, 1999.
[30] Huang, M.; Xu, C.; Wu, Z.; Huang, Y.; Lin, J.; Wu, J.; J. Dyes and Pigments, 77, 327-334, 2008.
[31] Schoeman, B.J.; Stert, J.; Zhang, G.; J. Chem. Commun., 22, 2259, 1995.
[32] Gange, Li.; and et al.: Material Chemistry and Physics.71, 95-201, 2001.
[33] Dupry, E.; Beaunier, P.; Springuel-Huet, M.A.; Bozon-Verduraz, F.; Fraissard, J.; Manoli, J.M.; Brégeault, J.M.; J. Catalysis, 165, 22-32, 1997.
[34] Vos, D.E.De.; Feijen, E.J.P.; Schoonhey, R.A.; Jacobs, P.A.; J. Am. Chem. Soc., 116, 4746, 1994.
[35] Serrano, D.P.; Uguina, M.A.; Ovejero, G.; Van Grieken, R.; Camacho, M.; Microporous Materials, 7, 309-321, 1996.
[36] Dhananjay, P.; Sabde Sooryakant Hegde, G.; Mohan-Dongare, K.; J. materials chemistry, 10, 1365-1370, 2000.
[37] D 5357-03 ASTM Standard Test Method for Determination of Relative Crystallinity of Zeolite Sodium A by X-ray Diffraction, 2003.