تهيه‌ي درجاي نانوذره‌هاي تيتانيوم دي‌اكسيد رنگي‌شده با پيگمنت كوئين آكريدون و بررسي فعاليت فوتوكاتاليتيكي آن‌ها براي واكنش اكسايش سيترال تحت تابش نور مرئي با استفاده از گونه‌هاي فعال اكسيژن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

كارشناسي ارشد

استفاده از نور براي انجام انتخابي واكنش‌هاي شيميايي، رويكردي مهم در فرايندهاي فوتوشيميايي و فوتوكاتاليتيكي است. در اين پژوهش، به‌منظور گسترش پاسخ نوري TiO2 به ناحيه مرئي، سامانه‌ي كوئين‌آكريدون TiO2–تهيه و اثر دماي كلسينه‌شدن بر ويژگي‌هاي آن بررسي شد. پيش‌ماده TiCl4 در حضور QA هيدروليز و پس از خشك‌كردن در دماهاي 200، 300 و 400 درجه سانتي‌گراد كلسينه شد. نمونه‌ها باXRD ، ATR-FTIR، DRS و TGA مشخصه‌يابي شدند و عملكرد TiO2–QA-200 در واكنش اكسايش فوتوكاتاليتيكي سيترال تحت نور مرئي با GC-MS بررسي شد. نتيجه‌هاي XRD نشان دادند كه آناتاز فاز اصلي TiO2 است و در نمونه كلسينه‌شده در دماي 400 درجه سانتي‌گراد، روتيل نيز تشكيل مي‌شود. افزايش دماي كلسينه‌شدن موجب رشد بلورك‌ها و كاهش مشخصه‌هاي طيفي QA شد. شكاف انرژي نمونه‌هاي TiO2–QA-200 و TiO2–QA-300 به‌ترتيب حدود 37/2 و 42/2 الكترون‌ولت بود، درحالي‌كه براي TiO2–QA-400 به حدود 92/2 الكترون‌ولت افزايش يافت؛ بنابراين، نمونه‌هاي كلسينه‌شده در دماهاي پايين‌تر جذب بيشتري در ناحيه مرئي حفظ كردند. آزمون پتاسيم يديد–نشاسته نيز نشان داد TiO2–QA-200 پس از 20 دقيقه تابش‌دهي، با اكسايش يديد و توليد گونه‌هاي فعال اكسيژن همراه است. در واكنش اكسايش سيترال، با افزايش زمان تابش‌دهي سهم نرال و ژرانيال كاهش يافت و فراورده‌هاي اكسيژن‌دار جديد تشكيل شدند. ژرانيول در زمان‌هاي ابتدايي به مقدار جزئي مشاهده شد و از 360 دقيقه به بعد، 6 و 7-اپوكسي‌نرال و 6 و 7-اپوكسي‌ژرانيال شناسايي شدند. همچنين، ژرانيك/نريك اسيد نيز مشاهده شدند و در زمان‌هاي طولاني‌تر، فراورده‌هاي ديگري نيز مشاهده شد كه نشان‌دهنده وقوع مسيرهاي واكنشي موازي يا متوالي است. پس از 960 دقيقه تابش‌دهي، مجموع سهم نسبي نرال و ژرانيال از 84/%95 در نمونه 30 دقيقه‌اي به 95/53 %كاهش يافت. نتيجه‌ها نشان مي‌دهند كه دماي كلسينه‌شدن نقش مؤثري در ساختار بلوري، حفظ جزء آلي، جذب نور مرئي و عملكرد فوتوكاتاليتيكي سامانه‌ي TiO₂–QA دارد.

238292

نانوشيمي

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان