پديد آورنده :
رحمتي، محمد
عنوان :
سنتز نانوكاتاليست Fe-TiO2/Al2O3 به صورت پودري و فيلم‌لايه‌نازك براي كاهش فتوكاتاليستي يون نيترات از محلول آبي با نور مرئي و تابش فرابنفش
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
فرآيندهاي جداسازي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
چهارده، ۷۵ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
ارجمند مهرباني
توصيفگر ها :
فرآيند فتوكاتاليست , Direct Red ۱۶ , يون نيترات , فيلم‌لايه‌نازك , نور مرئي , تابش فرابنفش , روشرويهپاسخ , نانوكاتاليست پودري
استاد داور :
مهران غياثي، حميد زيلويي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/05/15
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
چكيده فارسي :
چكيده در اين پژوهش بمنظور حذف يون نيترات از محلولهاي آبكي ابتدا نانوكاتاليستهاي مختلف 2 Fe Al2O3 TiO2 Fe TiO 3 TiO2 Al2O با فناوري سل ژل سنتز شد براي تأييد عملكرد بهينه كاتاليستها تخريب فتوكاتاليستي رنگ 61 Direct Red با تابش نور مرئي مورد بررسي قرار گرفت بدليل وجود شرايط عملياتي و سنجش آسانتر آالينده رنگ نسبت به يون نيترات در ابتدا از رنگ 61 Direct Red براي ارزيابي عملكرد كاتاليستها استفاده شد محدوده بهينه 2 Fe TiO و 2 Al2O3 TiO به روش غربالگري براي تخريب رنگ 61 Direct Red به ترتيب 3 تا 7 درصد وزني و 9 1 تا 3 1 نسبت وزني بدست آمد و تحليل نتايج به روش RSM نشان داد كه مقدار بهينه محتويات نانوكاتاليست 3 Fe TiO2 Al2O براي نسبت 4 Fe3 Ti برابر 7 وزني و براي نسبت وزني 2 Al2O3 TiO برابر 99 1 در 8 6 pH است در مرحله دوم براي بهينهسازي عملكرد نانوكاتاليست 3 Fe TiO2 Al2O به صورت پودري و بدست آوردن شرايط بهينه آزمايش كاهش يون نيترات از نرم افزار Design Expert و روش رويه پاسخ با طراحي تركيبي مركزي استفاده شد پارامترهاي مقدار دوپ يون آهن نسبت به يون تيتانيوم 4 wt Fe3 Ti مقدار آلومينا نسبت به تيتانيا 2 Al2O3 TiO و نسبت فرميك اسيد به عنوان دهنده الكترون براي پر كردن حفره ها به يون نيترات به طور همزمان در سه سطح مورد بررسي قرار گرفت غلظت كاتاليست و غلظت اوليه يون نيترات به ترتيب 9 g L و 911 ppM NO3 N در نظر گرفته شد بيشترين فعاليت فتوكاتاليستي براي نانوكاتاليست پودري با مقدار بهينه 3 6 23wt Fe TiO2 Al2O و نسبت وزني 39 1 براي 2 Al2O3 TiO نسبت فرميك اسيد به يون نيترات 5 94 M M با تابش نور مرئي در مدت 163 دقيقه برابر 28 79 بدست آمد تمام آزمايشها در دماي محيط 25 1 5 C انجام شد فعاليت نانوكاتاليست بهينه بدست آمده به صورت پودري با تابش فرابنفش براي كاهش يون نيترات نيز مورد بررسي قرار گرفت و در مدت زمان 129 دقيقه برابر 78 بدست آمد در مرحله سوم نانوكاتاليست بهينه بدست آمده به صورت پودري به صورت يك فيلم سه اليهايي نازك بر روي شيشهايي نشانده شد بيشترين كارايي كاهش فتوكاتاليستي يون نيترات با نانوكاتاليست سه اليهايي حاوي 3 6 23wt Fe TiO2 Al2O و نسبت وزني 39 1 براي 2 Al2O3 TiO در مدت 163 دقيقه با تابش نور مرئي 4 39 بدست آمد كلمات كليدي فرآيند فتوكاتاليست 3 Direct Red 16 Fe TiO2 Al2O يون نيترات روشرويهپاسخ نانوكاتاليست پودري فيلماليهنازك نور مرئي تابش فرابنفش
چكيده انگليسي :
Synthesis of Fe TiO2 Al2O3 Nano catalysts in powder form and thin film layer for photocatalytic reduction of nitrate ion from aqueous solution under visible light and ultraviolet irradiation Mohammad Rahmati m rahmati@ce iut ac ir Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Date of Submission 2018 06 13 Language PersianSupervisor Arjomand Mehrabani Zeinabad Arjomand@cc iut ac irAbstractIn this study different nano catalysts of Fe TiO2 Al2O3 TiO2 Fe TiO2 Al2O3 weresynthesized by sol gel technology In order to study the performance of synthesizedcatalysts the photocatalytic degradation of Direct Red 16 dye under visible lightinvestigated Similar operational conditions and easier measurement of the dyecontaminant compared to the nitrate ion caused the use of Direct Red 16 to confirm theperformance of the catalysts Based on preliminary the Direct Red 16 dye degradation testswere performed within range of 3 7 weight percent for Fe TiO2 and 0 1 to 0 3 weight ratiofor Al2O3 TiO2 Optimum amount of Fe TiO2 Al2O3 nano catalyst contents by RSMmethod were obtained 7wt Fe3 Ti4 with weight ratio of 0 11 for Al2O3 TiO2 at pH 6 8 In the second step to optimize the content of Fe TiO2 Al2O3 in nano catalyst powder andto obtain the optimum conditions for nitrate ion reduction experiment Design Expertsoftware was implemented in which the RSM method with central composite design wereused The parameters of doping amount of iron ion to titanium ion wt Fe3 Ti4 theamount of alumina relative to TiO2 TiO2 Al2O3 and the formic acid ratio as the electrondonor or hole scavenger to the nitrate ion were simultaneously examined at three levels The concentration of catalyst and initial concentration of nitrate ion were 1g L and100ppM NO3 N respectively The highest photocatalytic activity for powdered nano catalyst with content of 6 23wt Fe TiO2 Al2O3 and a weight ratio of 0 13 forAl2O3 TiO2 with the ratio of formic acid to nitrate ion 5 14 M M under visible light wasobtained equal of 17 82 in 360 minutes All experiments were performed at ambienttemperature of 25 0 5 C The optimum nano catalysts obtained in powder form werestudied by ultraviolet irradiation to reduce nitrate ion and was obtained equal of 87 under a period of 120 minutes In the third step the optimum contents of synthesized nano catalyst in powder form was deposited over a glass substrate in the form of a thin threelayers film The maximum photocatalytic reduction efficiency of nitrate ion by this nano catalyst was obtained equal of 13 4 irradiation of visible light under a period of 360minutes Keywords Photocatalytic Fe TiO2 Al2O3 Direct Red 16 Nitrate Ion RSM Powder nano catalyst Thin Film Layer Visible Light UV Irradiation
استاد راهنما :
ارجمند مهرباني
استاد داور :
مهران غياثي، حميد زيلويي
