پديد آورنده :
عباس پور، فرهاد
عنوان :
بررسي امكان سنتز نانو لوله هاي اكسيد تيتانيوم از كاني ايلمنيت با نقطه ها ي كوانتومي و بررسي خواص فتوكاتاليستي نانوساختار توليد شده
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
فرآوري مواد معدني
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هفت، 68ص، مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهدي نصيري سروي
استاد مشاور :
ابراهيم عظيمي
توصيفگر ها :
نانولوله دي اكسيد تيتانيوم , نقاط كوانتومي CuS , فتوكاتاليست , نانولوله دي اكسيد تيتانيوم با نقاط كوانتومي , ايلمنيت
استاد داور :
رئوف حسيني، مهدي بازرگاني پور
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/03/03
رشته تحصيلي :
مهندسي معدن
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/03/04
چكيده فارسي :
دي اكسيد تيتانيوم پركاربردترين تركيب تيتانيوم است كه عمده كاربرد آن توليد رنگدانه سفيد است. اين ماده به صورت طبيعي در غالب روتيل و آناتاز در طبيعت قابل يافت است اما مي توان اين ماده را با استفاده از روش هاي هيدرومتالوژيكي و با حذف ناخالصي ها از كاني ايلمنيت نيز بدست آورد. دي اكسيد تيتانيوم بطور ذاتي داراي خاصيت فتوكاتاليستي نيز هست كه مي توان اين خاصيت را با توليد فرم نانولوله بهبود بخشيد و براي بهبود بيشتر اين خاصيت از روش هايي مانند اتصال نقاط كوانتومي بهره جست. در اين پژوهش، از كاني ايلمنيت تهيه شده از معدن كهنوج واقع در استان كرمان در جنوب ايران براي توليد دي اكسيد تيتانيوم استفاده شد. به اين منظور ابتدا با استفاده از ليچينگ كلرايدي، با غلظت اسيد 20 درصد هيدروكلريك اسيد و با كمك پودر آهن به عنوان احياكننده (كه باعث كاهش مصرف اسيد تا 70 درصد مي شود)، ايلمنيت ليچينگ شد و پودر سفيد رنگ دي اكسيد تيتانيوم با فاز روتيل توليد شد. سپس با استفاده از روش هيدروترمال از دي اكسيد تيتانيوم بدست آمده براي توليد نانولوله دي اكسيد تيتانيوم استفاده شد. نانولوله هاي توليد شده با اين روش داراي فاز آناتاز بودند. نانولوله هاي توليد شده با اين روش داراي سطح مخصوص 24/259 مترمربع بر گرم بودند و ظرفيت جذب آن ها براي رنگ متيلن بلو و مالاشيت گرين به ترتيب 136 و 167 ميلي گرم بر گرم بود. در نهايت براي بهبود خواص فتوكاتاليستي نانولوله هاي توليد شده از نقاط كوانتومي CuS استفاده شد. بدين منظور با كمك لينك كننده ال-سيستئين نقاط كوانتومي CuS روي نانولوله هاي دي اكسيد تيتانيوم متصل شدند. نتايج اندازه گيري باندگپ نشان داد اتصال نقاط كوانتومي به نانولوله هاي دي اكسيد تيتانيوم باعث كاهش باندگپ از eV 38/3 به eV 25/2 شده است. سپس خواص فتوكاتاليستي اين ساختار ها با خواص فتوكاتاليستي نانولوله هاي بدون نقطه-كوانتومي در نور مرئي و در تاريكي مقايسه شد. نتايج تست ها نشان داد نانولوله هاي داراي نقاط كوانتومي در زير نور مرئي قادر به تخريب نوري رنگ متيلن بلو و مالاشيت گرين هستند. ميزان تخريب رنگ توسط نانولوله هاي داراي نقاط كوانتومي در مقايسه با نانولوله هاي بدون نقطه كوانتومي براي رنگ متلين بلو تا 61/3 برابر و براي رنگ مالاشيت گرين تا 6 برابر بيشتر بود.
چكيده انگليسي :
Titanium dioxide is the most widely used titanium compound, whose main use is to produce white pigments. This substance can be found naturally in the form of rutile and anatase in nature, but this substance can also be obtained by using hydrometallurgical methods and by removing impurities from the ilmenite mineral. Titanium dioxide also has an inherent photocatalytic property, which can be partially improved by producing a nanotube form, and methods such as Quantum Dot bonding can be used to further improve this property. In this study, ilmenite mineral prepared from Kahnooj mine located in Kerman province in southern Iran was used to produce titanium dioxide. For this purpose, first using chloride leaching, with a concentration of 20% hydrochloric acid and with the help of iron powder as reducing agent (which reduces acid consumption up to 70%), ilmenite was leached and white titanium dioxide powder with Rutile phase was produced. Then, by using hydrothermal method, the obtained titanium dioxide was used to produce titanium dioxide nanotubes. The nanotubes produced by this method had an anatase phase. The nanotubes produced by this method had 259.24 m2/g specific surface area and their adsorption capacities for methylene blue and malachite green dyes were 136 and 167 mg/g respectively. Finally, CuS quantum dots were used to improve the photocatalytic properties of the produced nanotubes. For this purpose, CuS quantum dots were attached to the titanium dioxide nanotubes with the help of L-cysteine linker. The results of bandgap measurements showed that the connection of CuS quantum dots to titanium dioxide nanotubes reduced the bandgap from 3.38 eV to 2.25 eV. The photocatalytic properties of these structures were then compared with the photocatalytic properties of nanotubes without quantum dots in visible light and in the dark. The test results showed that nanotubes with quantum dots were able to photodegradation of methylene blue and malachite green under visible light. The amount of dye degradation by nanotubes with quantum dots was up to 3.61 times higher for methylene blue dye and up to 6 times higher for malachite green dye compared to nanotubes without quantum dots.
استاد راهنما :
مهدي نصيري سروي
استاد مشاور :
ابراهيم عظيمي
استاد داور :
رئوف حسيني، مهدي بازرگاني پور
