عنوان پایان‌نامه
بررسی فرایند فتوکاتالیستی حذف آلاینده های زیست محیطی توسط نانو تیتانیای اصلاح شده در حضور نور مرئی در راکتور بستر سیال
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1604.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 68967
- تاریخ دفاع
- ۲۸ دی ۱۳۹۳
- دانشجو
- هادی منصوبی
- استاد راهنما
- شهره فاطمی, زهرا منصور پور
- چکیده
- در پژوهش حاضر، خواص فوتوکاتالیست دی¬اکسیدتیتانیا به وسیله¬ی نیتروژن و فلوئور به روش سل-ژل با دو نسبت وزنی NH4F/Ti، 5/0 و 1 اصلاح گردید. آنالیزهای FT-IR، XRD، BET، DRS و SEM برای مشخصه یابی نمونه¬های تولید شده انجام گرفت. آنالیز FT-IR نشان می¬دهد که اتم¬های نیتروژن و فلوئور جانشین بعضی از اتم¬های اکسیژن در ساختار شبکه¬ای دی¬اکسیدتیتانیا شده¬اند. همچنین آنالیز DRS نیز نشان می¬دهد که طیف¬های جذب نمونه¬های اصلاح شده با نیتروژن و فلوئور به میزان قابل توجهی به سمت ناحیه¬ی مرئی کشیده است. نتایج BET تائید می¬کند که نمونه با نسبت وزنی NH4F/Ti برابر 1 دارای سطح ویژه¬ی بیشتر است و نتایج DRS نیز نشان می¬دهد که طیف¬های جذبی بیشتر به سمت نور مرئی کشیده شده است. آزمایش تست فوتوکاتالیستی تخریب استالدهید در دو راکتور پیوسته¬ی بستر فورانی و بستر سیال انجام گرفت. نتایج نشان داد که راکتور بستر فورانی عملکرد فوتوکاتالیستی بهتری در مقایسه با راکتور بستر سیال دارد. برای غلظت ppm 500 از استالدهید تحت نور لامپ Lux 500 جیوه¬ای ، درصد تبدیل 80% برای راکتور بستر سیال و 94% برای بستر فورانی به دست آمد. اثر پارامترهای عملیاتی نظیر دبی جریان، غلظت ورودی آلاینده و شدت نور با استفاده طراحی آزمایش، در راکتور بستر فورانی مورد سنجش قرار گرفت. مدلسازی سینتیکی به منظور تعیین پارمترهای سینتیکی، در راکتور بستر فورانی انجام شد و مقادیر ثابت¬های سینتیکی تعیین کردید. مدل سینتیکی از دو بخش جذب و واکنش تشکیل شده است. ضریب همبستگی برای سینتیک لانگمویر هینشلوود( )، 84/0 و برای سینتیک با رابطه¬ی ، 91/0 به دست آمد.
- Abstract
- In this study, the photocatalytic properties of titanium dioxide was modified by nitrogen and fluorine inaugurating sol gel method with weight ratios of 0.5 and 1 for NH4F/Ti. FT-IR, XRD, BET, DRS, and SEM analyze methods were conducted in order to characterize the synthesized samples. FT-IR analysis revealed that nitrogen and fluorine atoms were replaced with some oxygen atoms in titanium dioxide latitude. The DRS analysis confirmed that absorption spectra of samples modified with nitrogen and fluorine were significantly extended into the visible regime. The BET analysis confirmed that the sample with NH4F/Ti ratio 1 had more specific surface area and DRS analysis showed that absorption of this sample was significantly shifted to the visible regime. Photocatalytic degradation of acetaldehyde was tested in both spouted bed and fluidized bed. The results of which showed the spouted bed photocatalytic performance was better than the fluidized bed. For 500 ppm concentration of acetaldehyde under 500 Lux mercury lamp, the conversions were obtained 94% and %80 in spouted bed and fluidized bed, respectively. The effect of such operating parameters as flow rate, inlet concentration of pollutant, and light intensity was measured in spouted bed using the method of design of experiments. To determinate the kinetic equation and its parameters, kinetic modeling was performed in the spouted bed reactor. Various kinetic models were examined for this photocatalytic reaction. The equation of Longmuir-Hinshelwood kinetic type ( ) showed regression determination coefficient (RDC) of 0.84, whereas the kinetic introduced by equation revealed 0.91 as RDC.
