Zinc and silver doping effect on the photocatalytic activity of TiO2 / bentonite nanocomposite

Madadi Ghozlu, Mahsa (2017) Zinc and silver doping effect on the photocatalytic activity of TiO2 / bentonite nanocomposite. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img]
Preview
Text (بررسی اثر دوپینگ (آلایش) فلزات روی و نقره بر روی فعالیت فتوکاتالیستی نانو کامپوزیت تیتانیوم دی¬اکسید / بنتونیت)
Mahsa Madadi Ghozlu.pdf

Download (1MB) | Preview
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

In this study, the advanced photocatalytic oxidation process has been investigated in the decomposition and removal of methyl orange as an organic pollutant using nanocomposites of titanium dioxide / bentonite doped with silver nitrate and copper sulfate. Doped nano composites with different amounts of silver and copper were prepared in solid phase by molten salt method. synthesized Nano-catalysts were characterized by X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), intrusive reflection spectroscopy (DRS), and X-ray energy diffusion (EDX). The effect of various parameters such as initial methyl orange concentration, dopant content, catalyst loading and pH on photocatalytic degradation of methyl orange have been investigated. The results showed that with increasing the initial concentration of methyl orange, the removal efficiency of the color decreases. with increasing the amount of catalyst, the percentage of color removal is increased first, then it stays constant. The highest removal efficiency was achieved at pH = 4. According to the results, photocatalyst reuse is possible. The weight of the catalyst, the calcining temperature, the amount of doped matter for doped nano-composite with zinc was 2 g / l, 500 ° C, 11%, respectively. The amount of optimum doped material for Ag - doped nano-composites was also 5% weight. The results indicate that photocatalytic degradation of methyl orange follows first order kinetic and agree with the Langmuir - Hinshlwood kinetic model. Also, the results of photocatalytic degradation of Methyl Orange in aqueous solution showed that doped nanocomposites with silver and copper exhibited better photocatalytic performance than pure samples. Increasing photocatalytic properties is due to the fact that modifying the level of titanium dioxide with the proper amount of silver and copper can increase the efficiency of electron and hole separation.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی اثر دوپینگ (آلایش) فلزات روی و نقره بر روی فعالیت فتوکاتالیستی نانو کامپوزیت تیتانیوم دی¬اکسید / بنتونیت
Persian Abstract: در این تحقیق فرآیند اکسیداسیون پیشرفته فتوکاتالیستی در تجزیه و حذف متیل اورانژ به-عنوان یک آلاینده¬ی آلی با استفاده از نانو کامپوزیت¬های دی¬اکسید تیتانیوم / بنتونیت دوپ شده با نقره و مس مورد بررسی قرار گرفته است. نانو کامپوزیت¬های دوپ شده با مقادیر مختلفی از نقره و مس به¬وسیله¬ی روش نمک مذاب در فاز جامد تهیه شدند. نانو کاتالیست¬های سنتز شده توسط تکنیک‌های پراش پرتو X به¬روش پودری (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف‌سنجی بازتاب نفوذی (DRS) و تفرق انرژي اشعه X (EDX ) شناسایی شدند. تأثیر پارامترهای مختلفی نظیر غلظت اولیه متیل اورانژ، غلظت ماده¬ی دوپ شده، وزن کاتالیزور و pH بر روی تخریب فتوکاتالیستی متیل اورانژ بررسی شدند. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت اولیه متیل اورانژ بازده حذف رنگ کاهش می¬یابد. با افزایش مقدار کاتالیست ابتدا درصد حذف رنگ افزایش می¬یابد سپس ثابت می¬ماند. بیشترین بازده حذف رنگ در 4pH = به¬دست آمد. طبق نتایج امکان استفاده مجدد از فتوکاتالیست وجود دارد. همچنین وزن کاتالیزور، دمای کلسینه شدن، مقدار ماده دوپ شده برای نانو کامپوزیت دوپ شده با روی به ترتیب 2 گرم بر لیتر، 500 درجه سانتیگراد، 11% وزنی به¬دست آمد. مقدار ماده دوپ شده بهینه برای نانو کامپوزیت دوپ شده با نقره نیز 5% وزنی به¬¬دست آمد. نتایج نشان داد که تخریب فتوکاتالیستی متیل اورانژ از سینتیک درجه اول پیروی می‌نماید و با مدل سینتیکی لانگمیر – هینشل¬وود مطابقت دارد. همچنین نتایج تخریب فتوکاتالیستی متیل اورانژ در محلول آبی نشان داد که نانو کامپوزیت¬های دوپ شده با نقره و مس عملکرد فتوکاتالیستی بهتری نسبت به نمونه خالص داشتند. افزایش خاصیت فتوکاتالیستی با توجه به این واقعیت است که اصلاح سطح دی¬اکسید تیتانیوم با مقدار مناسب از نقره و مس می¬تواند کارایی جداسازي الکترون - حفره¬ي تولید شده را افزایش دهد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Ghorbanpour, MohammadUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
-, -UNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Chemical Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Chemical Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Chemical Engineering
Faculty of Engineering > Department of Chemical Engineering
Date Deposited: 07 Oct 2018 12:47
Last Modified: 07 Oct 2018 12:47
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/522

Actions (login required)

View Item View Item