عنوان پایان‌نامه
تهیه نانو بلورهای استرانسیم هگزافریت به وسیله فرآیند سل-ژل خود احتراقی و کاربرد آنها در حذف فوتوکاتالیستی آلاینده های آلی
- رشته تحصیلی
- علوم وفناوری نانو- نانو شیمی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5782;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70197;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5782;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70197
- تاریخ دفاع
- ۱۷ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- مرتضی افشار
- استاد راهنما
- علیرضا بدیعی
- چکیده
- در این کار، نانو بلورهای استرانسیوم هگزافریت به وسیله روش سل-ژل خود احتراقی و کلسینه شدن در دمای °C 900 به مدت 1 ساعت در نسبت‌های مولی متفاوت از کاهنده به اکسنده تهیه شدند. خواص ساختاری نانو ذرات استرانسیوم هگزافریت به وسیله پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مطالعه شد. نتایج نشان دادند که اندازه ذرات پودر به دست آمده حدود nm 70-50 است. فعالیت فوتوکاتالیستی استرانسیوم هگزافریت مغناطیسی تحت تابش نور ماورابنفش با استفاده از متیلن‌بلو به عنوان یک ترکیب مدل برای آلاینده‌های آلی مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین بازده تخریب (9/26?) در نسبت کاهنده/اکسنده برابر با 8/0به دست آمد. به دلیل میزان مغناطش بالا، نانو ذرات استرانسیوم هگزافریت پس از واکنش به سادگی با اعمال یک میدان مغناطیسی با قدرت کم از محیط جدا شدند. فوتوکاتالیست مغناطیسی با اتصال p-n، SrFe12O19/NiO، به روش اشباع سازی تهیه شد و به وسیله XRD شناسایی شد. رفتار فوتوکاتالیستی SrFe12O19/NiO تحت نور UV ارزیابی شد و نتایج نشان داد که بیشترین احیای فوتوکاتالیستی (33?) در مقدار ?Wt 20 از NiO حاصل می‌شود. جدایی بار به خصوص در فرایند تخریب نوری، نقشی کلیدی را در افزایش فعالیت فوتوکاتالیستی بازی می‌کند. از این رو، تک بلورهای SrTiO3 به عنوان فوتوکاتالیست مورد استفاده قرار گرفت که جدایی بار با تنظیم نسبت صفحات {001} به {023} به دست آمد. تک بلورهای SrTiO3 با مورفولوژی متفاوت به روش درجا حلال حرارتی تهیه شدند و به وسیله تصاویر SEM مشخص شدند. ذرات بیست و چهار وجهی بیشترین فعالیت تخریب (70?) متیلن بلو را تحت تابش نور ماورابنفش نشان دادند. به منظور دستیابی به فعالیت نوری خوب، نانوذرات جفت شده SrTiO3/TiO2 با روش اشباع سازی تهیه شدند. نتایج آزمایش UV نشان داد که نانوذرات TiO2 جفت شده با ?Wt 20 از SrTiO3 بالاترین فعالیت فوتوکاتالیستی (8/96?) را نشان می‌دهند.
- Abstract
- In this work, Strontium hexaferrite nanocrystallites were prepared by the sol–gel autocombustion method followed by calcination at 900 °C for 1h under different molar ratios of reductant/oxidant. The structural properties of strontium hexaferrite nanoparticles were studied by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the particle size of the resultant powder was about 50-70 nm. The photocatalytic activity of magnetic strontium hexaferrite under UV light was evaluated using Methylene blue (MB) as a model compound for organic contaminants. The maximum degradation efficiency (26.9%) was achieved at molar ratio of reductant/oxidant 0.8. Reasonably high values of magnetization, the strontium hexaferrite nanoparticles could be easily separated from the environment by using a low strength magnetic field after the reaction. The magnetic p–n junction photocatalyst, SrFe12O19/NiO, was fabricated by impregnation method and characterized by XRD. The photocatalytic behavior of SrFe12O19/NiO under UV light were evaluated and results showed that maximum photocatalytic reduction (33%) were achieved at NiO content of 20 wt%. Charge separation plays a key role in increasing photocatalytic activity, especially in photodegradation process. Hence, we using a SrTiO3 single crystals as photocatalyst, that efficient charge separation was obtained by adjusting the ratio of {0 2 3} to {0 0 1} facet. SrTiO3 single crystals with different morphologies were fabricated by in situ solvothermal method and characterized by SEM images. Tetrahexahedron particles exhibited high decomposition activity (70?) of methylene blue under ultraviolet irradiation. To achieve the good photoreactivity, SrTiO3/TiO2 coupled nanoparticles was fabricated by impregnation method. UV experiment results showed that TiO2 nanoparticles coupled with SrTiO3 content of 20 wt% displayed the highest photocatalytic activity (96.8%).
