توصيفگر ها :
فرآيند اكسايش پيشرفته , كاتاليست , كربن متخلخل , آلاينده , پارانيتروفنول
چكيده فارسي :
تركيبات داراي گروه عاملي نيترو به‌طور گسترده در صنايع نساجي، كشاورزي و شيميايي استفاده مي‌شوند. اكثر اين تركيبات در برابر فرآيندهاي تخريب مرسوم مقاوم هستند. اگرچه تركيبات داراي گروه عاملي نيترو در طبيعت مقاوم هستند، فرآيندهاي اكسايش پيشرفته مي‌توانند براي تخريب اين تركيبات و بهبود كارايي در تصفيه آب به كار گرفته شوند. در اين پژوهش، تثبيت نانو ذرات تك فلزي و دوفلزي كبالت و آهن بر روي ساختارهاي كربني انجام شد. به اين منظور در ابتدا مخلوطي همگني از گلوكز، هگزامتيلن تتراآمين و نمك فلزي به ترتيب به‌عنوان منبع‌هاي كربن، نيتروژن و فلز به درون يك راكتور اتوكلاو منتقل شد و به مدت 24 ساعت در دماي 180 درجه سانتي‌گراد تحت فرآيند هيدروترمال و سپس مخلوط حاصله در كوره تيوبي به مدت 5 ساعت در دماي 800 درجه سانتي‌گراد تحت فرآيند كربنيزه شدن قرار گرفت. مشخصه يابي ساختارهاي سنتز شده به‌وسيله آناليزهاي مختلف مانند پراش اشعه ايكس، طيف‌سنجي پراكنش اشعه ايكس، ميكروسكوپ الكترون عبوري و ميكروسكوپ الكترون روبشي انجام شد. فعاليت كاتاليستي ساختارهاي سنتز شده در فرآيند اكسايش پيشرفته تركيب‌هاي پارانيتروفنول موردبررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد فعاليت كاتاليست بر پايه كبالت نسبت به همتاي دوفلزي بيشتر است ولي قابليت بازيافت كاتاليست بر پايه كبالت نسبت به همتاي دوفلزي آن كمتر بود. اثر آنيون‌هاي مختلف مانند نيترات، سولفات، كلرايد و بي‌كربنات در فعاليت واكنش موردبررسي قرار گرفت. حضور اين آنيون ها در محيط واكنش، تاثير مشهودي در فعاليت كاتاليستي ساختار سنتز شده نداشت، كه نشان دهنده توانايي كاربرد عملي اين ساختارها در محيط هاي واقعي دارد. همچنين براي تعيين مكانيسم واكنش از گيراندازهاي مختلف گونه‌هاي فعال مانند ترت بوتيل الكل، اتانول، پارابنزوكينون، سديم آزيد و فنول استفاده شد. نتايج نشان داد كه در حضور گيرانداز پارابنزوكينون واكنش متوقف شد كه نشان دهنده اين است گونه فعال آنيون راديكال سوپر اكسيد در مكانيسم واكنش دخيل است.
چكيده انگليسي :
Nitro-functional compounds are widely used in the textile, agricultural and chemical industries. Most of these compounds are resistant to conventional degradation processes. Although nitro-functional compounds are naturally resistant, advanced oxidation processes can be used to degrade these compounds and improve the efficiency of water treatment. In this research, the stabilization of monometallic and bimetallic nanoparticles of cobalt and iron on carbon structures was carried out. For this purpose, first a homogeneous mixture of glucose, hexamethylenetetramine and metal salt as sources of carbon, nitrogen and metal, respectively, was transferred to an autoclave reactor and was hydrothermally treated at 180°C for 24 h, and then the resulting mixture was subjected to the carbonization process at 800°C for 5 h. The characterization of the synthesized structures was carried out by various analyses such as X-ray diffraction, energy-dispersive X-ray spectroscopy, transmission electron microscopy and scanning electron microscopy. The catalytic activity of the synthesized structures was investigated in the advanced oxidation process of paranitrophenol compounds. The results showed that the activity of cobalt based catalyst is higher than its bimetallic counterpart, but the recyclability of cobalt based catalyst was lower than its bimetallic counterpart. The effect of different anions such as nitrate, sulfate, chloride and bicarbonate on the reaction activity was investigated. The presence of these anions in the reaction medium did not have any visible effect on the catalytic activity of the synthesized structure, which indicates the practical application of these structures in real environments.Also, to determine the reaction mechanism, different traps of active species such as tert-butyl alcohol, ethanol, para-benzoquinone, sodium azide and phenol were used. The results showed that the reaction stopped in the presence of parabenzoquinone trap, indicating that the active species of superoxide radical anion is involved in the reaction mechanism.
