عنوان پایان‌نامه
سنتز و شناسایی نانو کامپوزیت مغناطیسیTiO۲/NiFe۲O۴/Grapheneو بررسی کارایی آن در تخریب فتوکاتالیستی متیلن بلو
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه کاسپین شماره ثبت: K58;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77443;کتابخانه کاسپین شماره ثبت: K58;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77443
- تاریخ دفاع
- ۲۷ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- افشین زیارتی سراوانی
- استاد راهنما
- محمد علی آرون, آزاده ابراهیمیان پیر بازاری
- چکیده
- چکیده: در این پژوهش، نانوکامپوزیت TiO2/NiFe2O4/Gr حاوی مقادیر مختلفی از گرافن (015/0، 03/0، 06/0 و 12/0 گرم) به عنوان یک فتوکاتالیست قابل بازیافت، توسط روش هیدرولیز سنتز شده و توسط تست های XRD, FTIR و FESEM مشخصه یابی شد. در این روش، تیتانیوم ایزوپروپوکساید به عنوان منبع تیتانیوم استفاده شد، و نانو ذرات TiO2 و NiFe2O4 هر دو بر روی سطح گرافن پوشش داده شدند. آزمون های ساختاری اندازه نانوذرات TiO2را حدود 7-6 نانومتر و نانو ذرات NiFe2O4 را حدود 82/27 نانومتر نشان داد. نتایج پراش پرتو ایکس (XRD) حضور فاز آناتاز TiO2 را در نانوکامپوزیت سنتز شده تایید کرد. کارایی فتوکاتالیست برای تخریب متیلن بلو تحت تابش نور مرئی و فرابنفش (UV) مورد بررسی قرار گرفت. زمانی که نانوکامپوزیت TiO2/NiFe2O4/Gr(0. 120) گرافن به عنوان فتوکاتالیست در تخریب متیلن بلو در محلول آبی مورد استفاده قرار گرفت، 87 درصد تخریب متیلن بلو تحت 90 دقیقه تابش نور فرابنفش و 71 درصد تخریب متیلن بلو تحت 90 دقیقه تابش نور مرئی حاصل شد. این نتایج تایید می‌کنند که نانوکامپوزیت سنتز شده دارای فعالیت فتوکاتالیستی خوبی تحت تابش نور مرئی و فرابنفش می‌باشد و می‌تواند در تخریب متیلن بلو و دیگر ترکیبات آلی مورد استفاده قرار گیرد. لازم است که به خاصیت مغناطیسی آنها نیز توجه کنیم، نانوکامپوزیت TiO2/NiFe2O4/Gr می تواند به راحتی تحت میدان مغناطیسی بازیافت شود. این خواص منحصر به فرد TiO2/NiFe2O4/Gr می تواند مربوط به اثر گذاری این سه جز در کنار هم باشد. کلمات کلیدی: تیتانیوم دی اکسید (TiO2)، NiFe2O4، نانوکامپوزیت، تخریب فتوکاتالیستی، متیلن بلو
- Abstract
- Abstract In this work, TiO2/NiFe2O4/Graphene nanocomposites (containing 0.015, 0.030, 0.060 and 0.120 g of graphene (Gr)) were synthesized, as recyclable photocatalysts, by in situ hydrolysis technique and characterized by XRD, FTIR, and FESEM tests. In this method, titanium isopropoxide was used as titanium source, which coated on the surface of graphene and wrapped NiFe2O4 nanoparticles. Structural characterization test showed that TiO2 nanoparticles (in the range of 6.0-7.0 nm) and NiFe2O4 nanoparticles (nearly 27.82 nm) coated on the surfaces of graphene. XRD results revealed that the synthesized TiO2 and those in nanocomposites are generally in anatase phase. The photocatalytic performance of nanoparticles was evaluated by degradation of methylene blue under UV and visible light irradiation. The 87% degradation percent of methylene blue under 90 min UV irradiation and 71% degradation percent of methylene blue under 90 min visible light irradiation were achieved when TiO2/NiFe2O4/Gr nanocomposite containing 0.12 g graphene was used as photocatalyst in methylene blue aqueous solution. These results confirms that the synthesized nanocomposites have good photocatalytic activity under visible light and UV irradiation and can be used in methylene blue and the other organic compounds degradation successfully. It is necessary to note that due to their magnetic properties, TiO2/NiFe2O4/Gr nanocomposites can be recycled easily under magnetic fields. These enhanced and unique properties of TiO2/NiFe2O4/Gr nanocomposite can be attributed to the synergistic effects among its three components. Keyword: TiO2, NiFe2O4, Graphene, Nanocomposite, Photocatalytic Degradation, Methylene-blue
