بررسی کارایی نانوچندسازه های Clin/MoO3 و Clin/MoO3-Mn2O3 در فر ایند جذب/ اکسایش کاتالیستی تیوفن

محورهای موضوعی : شیمی کاربردی

معصومه خاتمیان ¹ , زهرا چناری ² , آذین یاوری ³ , بهارک دیوبند ⁴ , زیبا کریمی ⁵ , ساسان محمدزاده ⁶ , بهارک مردانگاهی ⁷ , سارا فضلی شکوهی ⁸

1 - استاد شیمی معدنی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.
2 - کارشناسی ارشد شیمی معدنی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.
3 - دکتری شیمی معدنی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.
4 - دکتری شیمی معدنی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.
5 - کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، شرکت گاز استان آذربایجان شرقی، تبریز، ایران.
6 - کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، شرکت گاز استان آذربایجان شرقی، تبریز، ایران.
7 - کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، شرکت گاز استان آذربایجان شرقی، تبریز، ایران.
8 - کارشناسی ارشد مهندسی نانومواد، دانشکده مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

تاریخ دریافت : 1401/10/22 تاریخ پذیرش : 1402/02/04 تاریخ انتشار : 1402/06/01

کلید واژه: کلینوپتیلولیت, MoO3, تیوفن, چندسازه,

چکیده مقاله :

در این پژوهش از کلینوپتیلولیت (Clin) معدن منطقه میانه در استان آذربایجان شرقی برای تهیه نانوچندسازه ها استفاده شد. اکسیدهای MoO3 و Mn2O3-MoO3 با روش تلقیح بر زئولیت اسیدشویی شده، بارگذاری و نانوچندسازه های MoO3/Clin و Mn2O3-MoO3/Clin با 18 % وزنی از اکسیدهای مربوط تهیه شدند. چندسازه های تهیه شده با روش های XRD، FT-IR، SEM و EDS مطالعه و شناسایی شدند. حضور الگوهای مربوط به اکسیدهای MoO3 و Mn2O3 در الگوی XRD چندسازه ها و وجود نانوذره های به تقریب کروی با اندازه کمتر از 100 نانومتر در تصاویر SEM مربوط، سنتز چندسازه های یادشده را تأیید کرد. فعالیت کاتالیستی نانوچندسازه ها در حذف تیوفن با روش جذب/اکسایش و تأثیر نوع حلال، دما و اکسیدکننده بر بازده حذف بررسی شدند. نتیجه ها نشان دادند که چندسازه Mn2O3-MoO3/Clin عملکرد بهتری نسبت بهMoO3/Clinدر حذف کاتالیستی تیوفن دارد. افزون براین، افزایش دما و استفاده از NaClO به عنوان اکسیدکننده، عملکرد آن را در حذف تیوفن بهبود بخشید. بیشترین بازده حذف تیوفن برای چندسازه Mn2O3-MoO3/Clin در دمای 298 کلوین در حلال آب و اتانول و در حضور اکسنده به دست آمد که برابر با 66 % بود. با تغییر حلال از یک حلال قطبی (آب و اتانول) به حلال غیر قطبی (نرمال هگزان) بازده حذف، کاهش یافت.

چکیده انگلیسی:

In this research, the clinoptilolite (clin) ore from Mianeh in East Azarbaijan was used for the preparation of nanocomposites. MoO3 and Mn2O3-MoO3 oxides were loaded on acid-washed zeolites by impregnation method and MoO3/Clin and Mn2O3-MoO3/Clin composites with 18 wt. % of oxides were prepared. The prepared composites were characterized by XRD, FT-IR, FESEM, and EDX techniques. The presence of peaks related to the MoO3 and Mn2O3 oxides in the XRD pattern of composites and the existence of approximately spherical nanoparticles with sizes lower than 100 nm in their SEM images confirmed the preparation of composites. The catalytic activity of nanocomposites for removing thiophene was studied by the adsorption/oxidation method and the effect of solvent type, temperature, and oxidant on removal efficiency of thiophene was investigated. The results showed that Mn2O3-MoO3/Clin composite has better catalytic activity than MoO3/Clin in removing thiophene. Moreover, the increasing of temperature and applying NaClO as an oxidant improved the thiophene's degradation efficiency by this composite. The highest removal efficiency was obtained at 298 K in water-ethanol solvent by using oxidant for Mn2O3-MoO3/Clin composite which was about 66%. By changing the solvent from a polar solution (water and ethanol) to a nonpolar solvent (n-hexane) the removal efficiency decreased.