بررسی تخریب فتوکاتالیتیکی نفتالین توسط نانوکاتالیست های دی اکسید تیتانیوم داپ شده با N-S وP تحت نور مرئی
محورهای موضوعی : آب و محیط زیست
بهمن بنائی
1
(دکترای تخصصی مهندسی محیط زیست،دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران.)
فرهنگ تیرگیر
2
(دانشیار گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایران. *(مسوول مکاتبات))
امیرحسام حسنی
3
(استاد گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران، ایران.)
عبدالمجید فدایی
4
(استاد گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد، ایران.)
سید مهدی برقعی
5
(استاد گروه شیمی و محیط زیست، دانشکده شیمی و صنعت نفت دانشگاه صنعتی شریف، ایران.)
کلید واژه: فتوکاتالیست, فسفر, دی اکسید تیتانیوم, حذف نفتالین, تخریب فتوکاتالیستی,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: نفتالین یکی از هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای سمی و خطرناک برای انسان و محیط زیست می باشد و حذف آن از محیط زیست ضروری است. هدف از این تحقیق بررسی تخریب فتوکاتالیتیکی نفتالین از محیط‌های آبی با استفاده از نانوکاتالیست‌های TiO2-P/SPA و TiO2-N,S/SiO2تحت نور مرئی در حضور اکسیژن است. روش بررسی: این تحقیق در سال 1399 انجام گرفت. دو فتوکاتالیست TiO2-P/SPA و TiO2-N,S/SiO2به روش سل-ژل سنتز و از آنها برای حذف نفتالین از محیط آبی تحت نور مرئی در حضور اکسیژن، استفاده شد. اثر پارامترهای مختلف از جمله غلظت اولیه نفتالین،pH، مدت زمان تماس بررسی شدند و ساختار این نانو ذرات با استفاده از تصویر EDAX,SEM و آنالیز DRS بررسی گردید. یافته ها: تصاویر میکروسکوپ الکترونی اندازه ذرات فتوکاتالیست های سنتزی را 10 تا20 نانومتر نشان داد و ضخامت لایه نازک فتوکاتالیست TiO2-N,S/SiO2 و TiO2-P/SPA روی میکروگلوله‌ها به ترتیب برابر 68/698 نانومتر و 73/1 میکرومتر بود. آنالیزDRS نشان داد شکاف انرژی هر دو فتوکاتالیست باریک تر از TiO2 شده و فعالیت فتوکاتالیستی آنها به ناحیه نور مرئی انتقال یافته است. در شرایط بهینه حذف نفتالین مقادیر pH، زمان, غلظت نفتالین، و راندمان حذف به ترتیب برای فتوکاتالیست TiO2-N-S ، معادل 5، 50، 25، 23/94 و برای TiO2-P برابر 5، 40، 25، 39/97 به دست آمد (Pv<0.05). بحث و نتیجه گیری: این فتوکاتالیست ها می توانند به عنوان یک روش نوین، موثر و کاربردی در تصفیه آب و پساب‌های صنایع حاوی نفتالین، تحت نور خورشید و نور مریی استفاده شوند.
Background and Objective: Naphthalene is one of the toxic and dangerous polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) for human and the environment, and it is necessary to remove it from the environment. The aim of this research is to investigate the phothocatalytic degradation of naphthalene from aqueous environments using two nanocatalysts TiO2-N, S/SiO2 and TiO2-P/SPA under visible light in the presence of Oxygen. Material and Methodology: This research was done in year 2019. In this research, two phothocatalysts TiO2-N, S/SiO2 and TiO2-P/SPA were synthesized by sol-gel method and they were used to remove Naphthalene from the aqueous environments under visible light and in the presence of Oxygen. The Effect of various parameters including the initial concentrations of naphthalene, pH, contact time were investigated, and the structure of these nanoparticles was investigated using scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive ray (EDAX) image and UV-Vis differential reflectance spectroscopy (DRS) analysis. Findings: SEM image showed the nanoparticle size of synthetic phothocatalysts to be 10 to 20 nm and, the thickness of the phothocatalyst thin layer TiO2-N, S and TiO2-P on the microspheres was 698.68 nm and 1.73 µm, respectively. DRS analysis indicated that the energy band gap of both phothocatalysts has become narrower than TiO2 and their phothocatalytic activity has been transferred to the visible light region. In the optimal conditions of Naphthalene removal, the values of pH, time, Naphthalene concentration, and removal efficiency were obtained for TiO2-N, S equal to 5, 50, 25, 94.23% and for TiO2-P equal to 5, 40, 25, 97.39%, respectively (Pv<0.05). Discussion and Conclusion: These photocatalysts can be used as a new, effective and practical method in the treatment of water and wastewater from industrials containing Naphthalene under sunlight and visible light.
_||_
