توليد، مشخصه‌يابي و بررسي خواص فتوكاتاليستي نانو‌الياف نايلون 6 حاوي Ca-Al/NO3 LDH كلسينه شده

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

نساجي

كارشناسي ارشد

هيدروكسيدهاي لايه¬اي دوگانه) (LDH نوع خاصي از تركيبات هستندكه ساختار بلوري آن‌ها از كنار هم قرار گرفتن واحدهاي دو بعدي به‌ وسيله‌ نيروهاي ضعيف واندروالس ساخته شده‌است. LDH‌ها به شكل نانو‌ذرات توليد مي‌شوند و روش‌هاي توليدآن‌ها ساده و ارزان است. LDH‌ها بعنوان فتوكاتاليست در صنايع مختلف از جمله در تصفيه پساب رنگرزي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. از روش‌هاي اصلاح و بهبود خواص نانوذرات LDH مي‌توان به كلسينه كردن با گرما دادن تحت دماي 200 الي 1700 درجه سلسيوس اشاره كرد. در اين پروژه از نانوالياف نايلون6 حاوي نانو‌ذرات LDH و نانو‌ذرات LDH كلسينه شده (LDO)، جهت تخريب فتوكاتاليستي رنگزاي متيلن¬بلو استفاده شد. نانو‌ذرات LDH به روش همرسوبي سنتز و سپس تحت دماي 500 درجه سلسيوس كلسينه شد. نانو‌الياف ازطريق الكتروريسي محلول پليمري نايلون6 با غلظت‌هاي 10، 12 و 14 درصد وزني حاوي 0، 2، 4 و 6 درصد وزني نانو‌ذرات LDH (يا LDO) توليد شدند. نتايج FTIR، XRD و EDS حضور LDH (يا LDO)را در نانوالياف تاييد كردند. تصاوير FESEM افزايش قطر نانوالياف با افزايش غلظت محلول پليمري و نانو‌ذرات و همچنين كاهش قطر نانو‌الياف با كلسينه¬كردن نانو‌ذرات LDH را نشان داد. بررسي بازده تخريب فتوكاتاليستي متيلن¬بلو نشان داد كه با افزايش غلظت LDH (يا LDO)، وزن نانو‌الياف و غلظت پليمر نايلون6، تخريب رنگزا افزايش يافته و بهترين نتيجه با استفاده از40 ميلي‌گرم نانو‌الياف حاصل از الكتروريسي محلول 12 درصد نايلون6 حاوي 2 درصد وزني LDO، بدست آمد. اثر منبع نور بر تخريب فتوكاتاليستي نمونه‌‌ي بهينه حاوي نانوذرات LDO بررسي شد و بازده تخريب 93 و 73 درصد به ترتيب تحت تابش نور فرابنفش و مرئي حاصل شد. تاثير pH بر تخريب رنگزاي متيلن بلو بررسي و بيشترين بازده تخريب (100 درصد) در 10pH= بدست¬آمد. بازده تخريب فتوكاتاليستي با استفاده از 40 ميلي گرم نانوالياف حاوي 2 درصد LDH در مدت زمان 40 دقيقه 62 درصد و براي نمونه مشابه حاوي LDO بود 94 درصد بدست آمد. لذا اين نمونه بعنوان نمونه بهينه در ادامه آزمايشات مورد استفاده قرار گرفت. آزمون DRS كاهش پهناي نواري به سبب كلسينه كردن را تاييد كرد. سينتيك و ايزوترم تخريب رنگزاي متيلن بلو بررسي و مشاهده شد كه نتايج تجربي تخريب فتوكاتاليستي رنگزاي متيلن بلو توسط 40 ميلي گرم نانوالياف حاوي 2درصد LDH و نمونه مشابه حاوي LDO، از مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم و مدل ايزوترم لانگميور پيروي كردند. نتايج حاصل از COD پساب ها پس از 120 دقيقه تخريب فتوكاتاليستي رنگزاي متيلن¬بلو نشان داد كه نانو‌الياف توليدي علاوه بر تخريب رنگزاي موجود در پساب سبب بهبود كيفيت پساب نيز شده¬است. فرآيند تخريب فتوكاتاليستي نمونه‌ي بهينه تكرار پذير بود و نمونه‌ي بهينه 3 مرتبه قابليت بازيابي داشته است.

224456

علوم الياف

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان