توصيفگر ها :
زيركونيوم سولفات , كربن نيتريد گرافيتي , نانوكامپوزيت , فوتوكاتاليست , بنزيل الكل , بنزآلدهيد
چكيده فارسي :
در اين پژوهش، در گام اول، نانوذره‌هاي زيركونيوم سولفات با دو روش هيدروترمال و سل-ژل سنتز شدند. در روش هيدروترمال از پيش‌ماده زيركونيوم هيدروكسيد و در روش سل-ژل از پيش‌ماده زيركونيل كلريد استفاده شد. در روش هيدروترمال بهينه‌سازي زمان و در روش سل-ژل بهينه‌سازي غلظت اسيد انجام شد. پودر زيركونيوم سولفات حاصل از هر دو روش با روش‌هاي FT-IR، XRDو SEM شناسايي شد. با توجه به نتيجه‌هاي به‌دست آمده، از روش سل-ژل براي سنتز زيركونيوم سولفات در ادامه كار استفاده شد.
در گام دوم، نانوكامپوزيت جديد زيركونياي سولفاته شده بر روي بستر كربن نيتريد گرافيتي (SO4/ZrO2@g-C3N4) سنتز شده و با روش‌هاي FT-IR، XRD، ICP، FE-SEM و TEM شناسايي شد. به‌وسيله آزمون DRS و محاسبه شيب خط مشاهده شد كه نانوكامپوزيت حاصل داراي ويژگي فوتوكاتاليتيكي است و در ناحيه مرئي جذب دارد. از اين فوتوكاتاليست به كمك نور مرئي و گاز اكسيژن به عنوان عامل اكسيدكننده در يك فوتورآكتور براي اكسايش بنزيل الكل به بنزآلدهيد استفاده شد. سپس پارامترهاي غلظت واكنش‌دهنده، مقدار كاتاليست و زمان واكنش بهينه سازي شد. ابتدا به كمك دستگاه كروماتوگرافي مجهز به آشكارساز طيف‌سنج جرمي (GC-MS) فراورده واكنش شناسايي و سپس در هر مرحله از بهينه‌سازي پارامترهاي مختلف واكنش، به كمك دستگاه كروماتوگرافي گازي مجهز به آشكارساز يونش شعله (GC-FID) ميزان فراورده واكنش اندازه‌گيري شد.
چكيده انگليسي :
In this research, in the first step, zirconium sulfate was synthesized by two methods of hydrothermal and sol-gel. Zirconium hydroxide precursor was used in the hydrothermal method and zirconium chloride precursor was used in the sol-gel method. The reaction time in the hydrothermal method and the concentration of acid in the sol-gel method were optimized. Zirconium sulfate powder obtained from both methods was characterized by FT-IR, XRD, and SEM analysis. According to the results obtained from the sol-gel method, the synthesis based on zirconium sulfate was used in the continuation of the work.
In the second step, new SO4/ZrO2@g-C3N4 nanocomposite was synthesized and characterized by FT-IR, XRD, ICP, FE-SEM, and TEM analysis. By DRS analysis and line slope calculation, it was observed that the resulting nanocomposite has photocatalytic properties in the visible region. This photocatalyst was used under visible light and oxygen gas as an oxidizing agent in a photoreactor for the oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde. Then, the parameters of reactant concentration, catalyst content, and reaction time were optimized. First, the reaction product was identified by a gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and then, at each stage of optimization, different reaction parameters were measured by a gas chromatography with flame ionization detection (GC-FID).
