بررسي اثر استفاده از تركيب سوخت هاي آلي بر سنتز و خواص مغناطيسي و فتوكاتاليستي نانوكامپوزيت فريت بيسموت/فريت كبالت تهيه شده به روش احتراق محلولي

كارشناسي ارشد

آلودگي محيط زيست در ابعاد جهاني و كمبود منابع تميز انرژي باعث شده است توجه دانشمندان بر روي مسائل زيست محيطي متمركز شود. يكي از راه هاي مبارزه با آلودگي ها، تجزيه ي مولكول هاي سمي و مضر و تبديل آن ها به مواد غير سمي توسط فرآيندهاي فتوكاتاليستي است. فريت بيسموت به علت شكاف انرژي كوچك و پايداري شيميايي بسيار خوب در طول فرآيند فتوكاتاليستي، مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش، ابتدا نانوذرات فريت بيسموت به ‌طور جداگانه با استفاده از سوخت‌هاي آلي مختلف (گلايسين و CTAB) در مقادير مختلف (۲- ۱- ۰/۷۵- ۰/۵= Փ) سنتز شدند و خواص آن‌ها مورد بررسي قرار گرفت. همچنين در نانوذرات فريت بيسموت با سوخت گلايسين اثر نوع گرمادهي يعني روش احتراقي مرسوم، احتراقي به همراه كلسيناسيون ( ۶۰۰ درجه سانتي گراد به مدت 1 ساعت) و احتراقي به كمك مايكروويو مورد بررسي قرار گرفت. در نهايت، نانوكامپوزيت‌هاي BFO/x% CFO در 10،20=x به روش احتراقي مرسوم سنتز شدند. اين دو كامپوزيت خاصيت فتوكاتاليستي نداشتند و خواص مواد جاذب را در هنگام حذف آلاينده متيلن بلو از خود نشان دادند. از طيف‌ سنجي تبديل فوريه مادون قرمز، آناليزهاي حرارتي (TGA/DTA)، آناليزهاي پراش پرتوايكس، تصوير برداري با ميكروسكوپ الكتروني روبشي، مغناطيس سنج نمونه ارتعاشي، محاسبه سطح ويژه، طيف سنجي بازتابي نفوذي، طيف سنجي جذبي فرابنفش-مرئي، آزمايش فتوكاتاليستي و در نهايت آزمون جذب براي بررسي خواص نمونه‌ها در شرايط مختلف استفاده شد. همچنين با انجام آزمايش فتوكاتاليستي، عملكرد پودرهاي فريت بيسموت در تخريب متيلن بلو تحت تابش نور مرئي مورد بررسي قرار گرفت. درنمونه هاي سنتز شده با سوخت CTAB با افزايش Փ اندازه ذرات از محدوده‌ي ۰/۵-۰/۷ ميكرومتر تا ۱۲۰ نانومتر كاهش مي يابد كه علت آن كاهش دماي آدياباتيك است. فريت بيسموت سنتز شده با سوخت CTAB در ۰/۵=Փ پس از گذشت 3 ساعت از تابش، محلول متيلن بلو با غلظت ۱۵mg/L را تا 85 درصد تخريب كرد. نانوكامپوزيت هاي فريت بيسموت-فريت كبالت بعد از گذشت 40 دقيقه مقدار ظرفيت جذب تقريبا ۱۶mg/g را از خود نشان دادند. همچنين مقدار مغناطش پودرهاي نانوكامپوزيت براي دو نمونه BFO-10CFO و BFO-20CFO به ترتيب به مقادير ۶/۳ و ۱۲/۶emu/gرسيد. بنابراين كامپوزيت كردن فريت بيسموت با فريت كبالت، نه تنها خواص مغناطيسي آن را افزايش داد، بلكه راندمان حذف متيلن بلو را به طور چشمگيري بهبود داد. واژه‌هاي كليدي: فريت بيسموت، فرآيند فتوكاتاليستي، سنتز احتراق محلولي، نانوكامپوزيت فريت بيسموت-فريت كبالت

192510

دانشگاه علم و صنعت ايران

شناسايي مواد و انتخاب مواد فلزي

دكتر سيد مرتضي مسعودپناه - دكتر مسعود هاشمي نيا سري