شماره مدرك
21292
شماره راهنما
18228
پديد آورنده
نصري نصرآبادي، حسن
عنوان
تهيهي درجاي نانوذرههاي تيتانيوم دياكسيد رنگيشده با پيگمنت كوئين آكريدون و بررسي فعاليت فوتوكاتاليتيكي آنها براي واكنش اكسايش سيترال تحت تابش نور مرئي با استفاده از گونههاي فعال اكسيژن
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
نانوشيمي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1405
صفحه شمار
سيزده، 69ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
نانوذره رنگيشده , تيتانيوم دياكسيد , كوئينآكريدون , سامانههاي حساسشده , فوتوكاتاليست نيمهرسانا , سيترال , ژرانيك اسيد
تاريخ ورود اطلاعات
1405/07/15
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
شيمي
دانشكده
شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/07/15
كد ايرانداك
23253123
چكيده فارسي
استفاده از نور براي انجام انتخابي واكنشهاي شيميايي، رويكردي مهم در فرايندهاي فوتوشيميايي و فوتوكاتاليتيكي است. در اين پژوهش، بهمنظور گسترش پاسخ نوري TiO2 به ناحيه مرئي، سامانهي كوئينآكريدون TiO2–تهيه و اثر دماي كلسينهشدن بر ويژگيهاي آن بررسي شد. پيشماده TiCl4 در حضور QA هيدروليز و پس از خشككردن در دماهاي 200، 300 و 400 درجه سانتيگراد كلسينه شد. نمونهها باXRD ، ATR-FTIR، DRS و TGA مشخصهيابي شدند و عملكرد TiO2–QA-200 در واكنش اكسايش فوتوكاتاليتيكي سيترال تحت نور مرئي با GC-MS بررسي شد.
نتيجههاي XRD نشان دادند كه آناتاز فاز اصلي TiO2 است و در نمونه كلسينهشده در دماي 400 درجه سانتيگراد، روتيل نيز تشكيل ميشود. افزايش دماي كلسينهشدن موجب رشد بلوركها و كاهش مشخصههاي طيفي QA شد. شكاف انرژي
نمونههاي TiO2–QA-200 و TiO2–QA-300 بهترتيب حدود 37/2 و 42/2 الكترونولت بود، درحاليكه براي TiO2–QA-400 به حدود 92/2 الكترونولت افزايش يافت؛ بنابراين، نمونههاي كلسينهشده در دماهاي پايينتر جذب بيشتري در ناحيه مرئي حفظ كردند. آزمون پتاسيم يديد–نشاسته نيز نشان داد TiO2–QA-200 پس از 20 دقيقه تابشدهي، با اكسايش يديد و توليد گونههاي فعال اكسيژن همراه است.
در واكنش اكسايش سيترال، با افزايش زمان تابشدهي سهم نرال و ژرانيال كاهش يافت و فراوردههاي اكسيژندار جديد تشكيل شدند. ژرانيول در زمانهاي ابتدايي به مقدار جزئي مشاهده شد و از 360 دقيقه به بعد، 6 و 7-اپوكسينرال
و 6 و 7-اپوكسيژرانيال شناسايي شدند. همچنين، ژرانيك/نريك اسيد نيز مشاهده شدند و در زمانهاي طولانيتر، فراوردههاي ديگري نيز مشاهده شد كه نشاندهنده وقوع مسيرهاي واكنشي موازي يا متوالي است. پس از 960 دقيقه تابشدهي، مجموع سهم نسبي نرال و ژرانيال از 84/%95 در نمونه 30 دقيقهاي به 95/53 %كاهش يافت. نتيجهها نشان ميدهند كه دماي كلسينهشدن نقش مؤثري در ساختار بلوري، حفظ جزء آلي، جذب نور مرئي و عملكرد فوتوكاتاليتيكي سامانهي TiO₂–QA دارد.
چكيده انگليسي
The use of light to selectively promote chemical reactions is an important approach in photochemical and photocatalytic processes. In this study, a TiO2–quinacridone (QA) system was prepared to extend the photoresponse of TiO2 into the visible-light region, and the effect of calcination temperature on its properties was investigated. TiCl4 was hydrolyzed in the presence of QA, and the resulting material was dried and subsequently calcined at 200, 300, and 400 °C. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), ATR-FTIR spectroscopy, diffuse reflectance spectroscopy, and thermogravimetric analysis (TGA). The photocatalytic performance of TiO2–QA-200 in the oxidation of citral under visible-light irradiation was also evaluated by GC–MS.
XRD analysis showed that anatase was the predominant TiO2 phase in the prepared samples, whereas rutile was also detected in the sample calcined at 400 °C. Increasing the calcination temperature resulted in crystallite growth and a gradual decrease in the spectral features associated with QA. The band-gap energies of TiO2–QA-200 and TiO2–QA-300 were approximately 2.37 and 2.42 eV, respectively, while that of TiO2–QA-400 increased to approximately 2.92 eV. These results indicate that samples calcined at lower temperatures retained a greater degree of visible-light absorption. The potassium iodide–starch test further showed that TiO2–QA-200 induced iodide oxidation after 20 min of irradiation, indicating the generation of reactive oxygen species.
During the photocatalytic oxidation of citral, the relative abundances of neral and geranial gradually decreased with increasing irradiation time, accompanied by the formation of new oxygenated products. Geraniol was detected as a minor product at the early stages of the reaction, while 6,7-epoxyneral and 6,7-epoxygeranial were identified after 360 min of irradiation. Species corresponding to geranic/neric acid were also observed, together with additional products at longer irradiation times, suggesting the occurrence of parallel and/or consecutive reaction pathways. After 960 min of irradiation, the combined relative chromatographic abundance of neral and geranial decreased from 95.84% at 30 min to 53.95%. Overall, the results demonstrate that calcination temperature significantly affects the crystalline structure, retention of the organic component, visible-light absorption, and photocatalytic behavior of the TiO2–QA system.
استاد راهنما
حسن حداد زاده
استاد مشاور
پرستو كشتي آرا
استاد داور
غلامحسين محمدنژاد شيرازي , معصومه جديدي نژاد