بررسي سينتيكي حذف (فيزيكي-شيميايي) مواد آلي از پساب هاي صنعتي

كارشناسي ارشد

در سال‌هاي اخير، نيمه‌هادي CuFe2O4 به دليل دارابودن خواص مغناطيسي عالي، هدايت الكتريكي و پايداري حرارتي بالا و فعاليت فوتوكاتاليستي مؤثر، بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش، نانوذرات و نانوكامپوزيت‌هاي CuFe2O4 و CuFe2O4/RGO با استفاده از دو روش احتراق محلولي و سولووترمال سنتز شدند. ساختار، مورفولوژي، خواص مغناطيسي و نوري پودرهاي به‌دست آمده براساس نسبت‌هاي سوخت گلايسين 1، 5/1 و 2 و مقادير گرافن‌اكسايد 0، 5، 10 و 15% وزني در روش احتراق محلولي و اثر مقدار حلال‌هاي آب/ اتيلن‌گليكول (cc 50-10) در نمونه‌هاي سنتزشده در دماي oC180 و زمان 6 ساعت به روش سولووترمال، با استفاده از روش‌هاي مشخصه‌يابي مختلف مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج آناليز فازي نشان داد كه در روش احتراق محلولي CuO و Cu و در روش سولووترمال، Cu2O و Cu به عنوان فازهاي جانبي در كنار فاز اصلي تشكيل شده‌اند. كاهش گرافن اكسايد در حين فرآيند احتراق به‌وسيله‌ي طيف‌سنجي رامان با حضور پيك‌هاي D و G اثبات شد. هم‌چنين با بررسي‌هاي ريزساختاري مشخص شد كه نانوذرات CuFe2O4 روي صفحات RGO توزيع شده اند. مشاهده شد كه با افزايش نسبت سوخت در روش احتراق محلولي، تخلخل ساختار افزايش يافت. ذرات در روش احتراق محلولي داراي مورفولوژي صفحه‌اي‌شكل بودند ولي در روش سولووترمال، ذراتي با مورفولوژي كروي‌ تشكيل شدند. اندازه ذرات به دست‌آمده در روش سولووترمال، ريزتر از روش احتراق محلولي و در محدوده‌ي nm20-15 بود. مقادير مغناطش اشباع و كوئرسيويتي براي نمونه‌هاي حاصل از احتراق محلولي emu/g 79/70 و Oe 275 و براي نمونه‌هاي سنتزشده به روش سولووترمال emu 18/46 و Oe 45/52 به دست آمد. هم‌چنين عملكرد فوتوكاتاليستي نمونه‌هاي تهيه‌شده با هر دو روش، براي تجزيه‌ي رنگدانه‌هاي آلي متيلن‌بلو و متيل‌اورنج در ناحيه‌ي مرئي مورد مطالعه قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه بهطور كلي، عملكرد فوتوكاتاليستي به شدت تحت تأثير فازهاي ناخواسته و ثانويه‌ي تشكيل شده است. بدين صورت كه در نمونه‌ي سنتزشده به روش سولووترمال كه در آن Cu2O تشكيل نشده است، مقدار تجزيه‌ي فوتوكاتاليستي به 99% رسيده است. هم‌چنين، در روش احتراق محلولي، افزايش GO و سوخت، باعث افزايش مقدار تجزيه‌ي متيلن بلو تا 92% شده است. علاوه‌براين، بررسي‌هاي سينتيكي نشان داد كه با تغيير مقدار pH از 2 تا 9، مقدار تجزيه‌ي متيلن بلو براي دو G2G10 و 50E-10 سنتزشده به دو روش احتراق محلولي و سولووترمال، به ترتيب به 98% و 99% رسيد. با استفاده از مدل سينتيكي لانگموير-هينشلوود، مقادير ثابت سرعت براي اين دو نمونه در غلظت ppm2، به ترتيب 024/0 و (min-1) 021/0 به دست آمد. با بررسي مكانيزم انجام فرآيند فوتوكاتاليستي مشخص شد كه عامل اصلي اكسيداسيون، راديكال‌هاي O2- بود.

194380

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر عليرضا ولي پور مرندي

استخراج فلزات

دكتر سيد مرتضي مسعودپناه - دكتر سميه اعلم الهدي