فهرست:
چکیده: 1
مقدمه: 2
فصلاولکلیات.. 3
حذفناخالصیهاباروشتخریبفوتوکاتالیزوری. 4
آشناییباتعدادیازفوتوکاتالیزورهادرواکنشهایتخریبی. 5
1-2-1 فوتوکاتالیزورTiO2. 6
1-2-2 فوتوکاتالیزورZnO: 10
فصلدومبررسیمتونومطالعاتدیگراندراینزمینه. 17
2-1 مقدمه. 17
2-2 اجزاءتشکیلدهنده رنگ.. 19
2-3 خصوصیاتاجزاءتشکیلدهندهرنگ.. 20
2-3-1-رنگدانههاورنگدانهیارها: 20
2-3-2-رزینها: (Resin) 20
2-3-3حلال. 21
2-3-4موادافزودنیدررنگ.. 21
2-5 آلودگیآب (Water Pollution ) 22
2-5-1 آلودگیناشیازرنگها 23
2-5-2 آلودگیناشیازحلالها 24
2-6 نانوتکنولوژیدرصنعتآب.. 24
2-7 بررسیروشهایخالصسازیآببابهکارگیریفناورینانو 26
2-7-1 نانوپلیمرهایمتخلخل. 27
2-7-2 نانوفیلترها 27
2-7-3 نانوفوتوکاتالیستها 29
2-8 روشهایخالصسازیحلال. 31
2-9 قوانینبنیادیفوتوشیمی. 32
2-9-1 فرآیندهایبرانگیختگیوآسایشمولکولی. 32
2-9-2 برانگیختگیالکترونینیمهرساناها 34
2-9-3 موقعیتلبهباند. 38
2-9-4 فرآیندانتقالالکترونیبررویسطحکاتالیزور 39
2-10 مکانیسمهایمختلفتخریبفوتوکاتالیزوری. 40
2-10-1 اکسیداسیونتوسطرادیکالهایهیدروکسیل. 42
2-10-2 واکنشفوتوشیمیاییKolbe. 44
2-11 نانوموادنیمههادیوخاصیتفوتوکاتالیزوری. 44
2-11-1 اثراتاندازهکوانتومی (QSE)1. 45
2-11-2 اثراتافزایشمساحتسطح. 46
فصلسومروشکاروموادمورداستفاده 15
3-1 موادشیمیاییمورداستفاده 47
3-1-1 آلایندهمورداستفاده 47
3-1-2 ترکیباتشیمیایی. 47
3-1-3 فوتوکاتالیزورها 47
3-2 دستگاههایمورداستفاده 48
3-2-1 طیفسنجماوراءبنفشمرئی (UV-Vis) 48
3-2-2 سانتریفیوژ 48
3-2-3 ترازویدیجیتال. 48
3-2-4 دستگاهآبمقطرگیری. 48
3-2-5 PHمتر 48
3-2-6 راکتورفتوشیمیایی. 48
3-3 نرمافزارمورداستفاده 50
3-3-1 نرمافزارMinitab 15. 50
3-4 سنتزفوتوکاتالیستZnO/C,N,S. 50
3-5 طیفجذبیورسممنحنیاستانداردبرایآلایندهموردبررسی. 51
3-6 آزمایشاتتخریبفوتوکاتالیزوریوبررسیشرایطمختلفواکنش... 51
3-6-1 بررسیاثرنوعکاتالیزور 52
3-6-2 بررسیاثرتابشنورUV. 52
3-6-3 بررسیاثراکسندههابرواکنشهایفوتوکاتالیزوری. 53
3-6-4 بررسیاثرPH.. 53
3-6-5 بررسیاثراتزمانتابش... 53
3-6-6 بررسیاثرمقدارکاتالیزور 54
3-6-7 بررسیاثرغلظترنگبرتخریبفوتوکاتالیزوری. 54
3-6-8 بررسیاثرسرعتچرخشدورمگنت.. 54
3-6-9 بررسیاثریونهایمعدنی. 55
3-6-10 بررسیهایسینتیکی. 55
3-6-11 بررسیآزمایشهایتخریبفوتوکاتالیزوریبهروشتاگوچی. 55
فصلچهارمنتایج.. 59
4-1 طیفXRD،FE-SEM،XPS،EDXجهتاطمینانازحصولسنتزنانوفوتوکاتالیستZnO/C,N,S. 59
4-1-1 XRD.. 59
4-1-2 FE-SEM.. 61
4-1-3 XPS. 61
4-1-4 EDX. 62
4-2 رسممنحنیاستانداردجهتتعیینغلظتآلاینده 63
4-3 نتایجبررسیآزمایشاتتخریبفوتوکاتالیزوریرنگ.. 64
4-3-1 نتایجبررسیتواناییفوتوکاتالیزوریفوتوکاتالیستهایمختلفدرتخریبآلاینده 65
4-3-2 نتایجبررسیاثرتابشنورUVدرتخریبرنگ.. 66
4-3-3 نتایجبررسیاثرعواملاکسندهبرتخریبفوتوکاتالیزوری. 67
4-3-4 نتایجبررسیاثرPH.. 72
4-3-5 نتایجبررسیاثراتزمانتابش... 74
4-3-6 نتایجبررسیاثرحضورومقدارکاتالیزور 76
4-3-7 نتایجبررسیاثرغلظترنگ.. 78
4-3-8 نتایجبررسیاثرسرعتچرخشدورمگنت.. 80
4-3-9 نتایجبررسیاثریونهایمعدنی. 80
4-3-10 نتایجمطالعاتسینتیکی. 82
4-3-11 نتایجبررسیتخریبفوتوکاتالیزوریرنگرودامینBبااستفادهازروشتاگوچی. 85
فصلپنجمبحثونتیجهگیری.. 91
5-1 نتایجکلیازآنچهدراینپروژهبررسیشد،بهشرحزیرخلاصهمیگردد: 91
5-2 کارهایتحقیقاتیجنبی. 92
مراجع. 91
Abstract 105
منبع:
Forgacsa, E., Cserha, T., Oros, G., 2004, Removal of synthetic dyes from wastewaters a review, Environ. Inter., 30, 953.
Balaji, S., Chung, S.J., Thiruvenkatachari, R., Moon, Il.S., 2006, Mediated electrochemical oxidation process: electro-oxidation of cerium(III) to cerium(IV) in nitric acid medium and a study on phenol degradation by cerium(IV) oxidant, Chem. Eng. J. 125, 51–57.
Haque, M.M., Muneer, M., 2007, Photodegradation of norfloxacin in aqueous suspensions of titanium dioxide, Journal of Hazardous Materials. 145, 51–57.
Pirkanniemi, K., Sillanp¨a¨a, M., 2002, Heterogeneous water phase catalysis as an environmental application: a review, Chemosphere 48, 1047.
Kolpin, D.W., Furlong, E.T., Meyer, M.T., Thurman, E.M., Zaugg, S.D., Barber, L.B., Buxton, H.T., 2002, Pharmaceuticals, hormones, and other organic wastewater contaminants in U.S. sterams, Environ. Sci. Technol, 36, 1202.
Hurum , D.C., Agrios, A.G., Gray, K.A., Rajh.T., Thurnauer, M.C., 2003, Explaining the enhanced photocatalytic activity of Degussa P25 mixed-phase TiO2 using EPR, J Phys Chem B, 7, 4545e9.
Andreozzi, R., Raffaele, M., Nicklas, P., 2003. Pharmaceuticals in STP effluents and their solar photodegradation in aquatic environment. Chemosphere 50 (10), 1319–1330.
Gomes, C., Silva, D., Faria, J. L., 2003, Photochemical and photocatalytic degradation of an azo dye in aqueous solution by UV irradiation, J. Photochem. Photobio. A: Chem, 155, 133.
Kansal, K., Singh, M., Sudc, D., 2007, Studies on photodegradation of two commercial dyes in aqueous phase using different photocatalysts, J. Hazar. Mater. 141, 581.
Guillard, C., Lachheb, H., Honas, A., Ksibi, M., Hermann, J.M., 2003, Influence of chemical structure of dyes, of pH and of inorganic salts on their photocatalytic degradation by TiO2 comparison of the efficiency of powder and supported TiO2, J. Photochem. Photobiol. A: Chem, 158, 27.
Kusvuran, E., Samil, A., Atanur, O. M., Erbatur, O., 2005, Photocatalytic degradation of di- and tri-substituted phenolic compounds in aqueous solution by TiO2/UV, Appl. Catal. B: Environ, 58, 211.
Khodja, A.A., Sehili, T., Pilichowski, J.F., Boule, P., 2001, Photocatalytic degradation of 2-phenylphenol on TiO2 and ZnO in aqueous suspensions, J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 141, 231.
Lathasree, S., Nageswara, R., Sivasankar, B., Sadasivam, V., Rengaraj, K., 2004, Heterogeneous photocatalytic mineralization of phenols in aqueous solutions, J. Mole. Catal. A: Chem, 223, 101.
Cho, S., Choi, W., 2001, Solid-phase photocatalytic degradation of PVC–TiO2 polymer composites, J. Photochem. Photobiol. A: Chem, 143, 221–228.
Waki, K., Zhao, J., Horikoshi, S., Watanabe, N., Hidaka, H., 2000, Photooxidation mechanism of nitrogen-containing compounds at TiO2/H2O interfaces: an experimental and theoretical examination of hydrazine derivatives, Chemosphere 41,337–343.
Wu, F.C., Tseng, R.L., Juang, R.S., 2001. Kinetic modeling of liquidphase adsorption of reactive dyes, metal ions on chitosan. Water Research 35, 613–618.
Baran, W., Aamek E., Sobczak, A., Sochaka, J., 2009, The comparison of photocatalytic activity of Fe-salts, TiO2 and TiO2/FeCl3 during the sulfanilamide degradation process. Catal. Comm., 10, 811-814.
Herrmann, J.M., 1999, Heterogeneous photocatalysis: fundamentals and applications to the removal of various types of aqueous pollutants, J. Catal. Today, 53, 115–129
Nensala, N., Nyokong, T., 2000, Photocatalytic properties of neodymium diphthalocyanine towards the transformation of 4-chlorophenol, J. Mol. Catal. A: Chem. 164 (2000) 69–76.
Zagal, J.H., 1992, Metallophthalocyanines as catalysts in electrochemical reactions, Coord. Chem. Rev. 119, 89–136.
Ozoemena, K., Kuznetsova, N., Nyokong, T., 2001, Photosensitized transformation of 4-chlorophenol in the presence of aggregated and non-aggregated metallophthalocyanines, J. Photochem. Photobiol. A 39, 217–224.
Wang, Y.B., Hong, C.S.,1999, Effect of hydrogen peroxide, periodate and persulfate on photocatalysis of 2-chlorobiphenyl in aqueous TiO2 suspensions, Water Res. 33 ,2031–2036.
Malato, S., Blanco, J., Richter, C., Enhancement of the rate of solar photocatalytic mineralization of organic pollutants by inorganic oxidizing species, Appl. Catal. B: Environ. 17 (1998) 347–356.
Lee, J.C., Kim, M.S., Kim, B.W., 2002, Removal of paraquat dissolved in a photoreactor with TiO2 immobilized on the glass-tubes of UV lamps. Wat Res, 36, 1776–82.
Contreas, S., Rodriguez, M., Charmarro, E., Esplugas, S., 2000, UVand UV/Fe(III)—enhanced ozonation of nitrobenzene in aqueous solution. J Photochem Photobiol A, 142, 79–83.
Palmisano, L., Sclafani, A., 1997, Heterogeneous photocatalysis. New York, John Wiley and Sons.
So, C.M., Cheng, M.Y., Yu, J.C., Wong, P.K., 2002, Degradation of azo dye procion red MX-5B by photocatalytic oxidation. Chemosphere, 46, 905–12.
Kim, M.S., Chung, J.G., 2001, A study on the adsorption characteristics of orthophosphates on rutile-type titanium dioxide in aqueous solutions. J Colloid Interface Sci, 233, 31–7.
Corma, A., Garcia, H., 2004, Zeolite-based photocatalysts, Chem. Commun. 1443–1459.
Yu, D.Z., Cai, R.X., Liu, Z.H., 2004, Studies on the photodegradation of rhodamine dyes on nanometer-sized zinc oxide, Spectrochim. Acta A 60, 1617–1624.
Wang, W.Y., Ku, Y., 2007, Effect of solution pH on the adsorption photocatalyic reaction be haviors of dyes using TiO2 and Nafion–coated TiO2, Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 302, 261–268.
Barakat, M.A., Schaffer, H., Hayes, G., Ismat–Shah, S., 2004, Photocatalytic degradation of 2-chlorophenol by co-doped TiO2 nanoparticles, Appl. Catal. B: Environ. 7, 23–30.
Fujishima, A., and Honda, K., 1972, "Electrochemical photolysis of water at
a semiconductor'', Nature, 238, 37.
Fujishima, A., and Honda, K., 1971, "Electrochemical evidence for the mechanism of the primary stage of photosynthesis" Bull. Chem. Soc. Japan, 44, 1971, 1148.
Wu, C., Liu, X., Wei, D., Fan, J., Wang, J., 2001, Photosonochemical degradation of phenol in water, Water Res. 35, 3927–3933.
Wang, C.C., Lee, C.K., Lyu, M.D., Juang, L.C., 2008, Photocatalytic degradation of C.I. Basic violet 10 using TiO2 catalysts supported by Y zeolite an investigation of the effects operational parameters, Dyes Pigments 76, 817–842.
Phanikrishna Sharma, M.V., Durgakumari, V., 2008, Subrahmanyam, M., Solar photocatalytic degradation of isoproturon over TiO2/H-MOR composite systems, J. Hazard. Mater 160, 568–575.
Wu, T., Lin, T., Zhao, J., Hidaha, H., Serpone, N., 1999. TiO2- assisted photodegradation of dyes. 9. Photooxidation of a squarylium cyanine dye in aqueous dispersions under visible light irradiation. Environ. Sci. Technol. 33, 1379–1387.