تهیه ی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید ناخالص شده با فلزها و نافلزها (m = co, fe, s, … m/tio2;) و بررسی رفتار نورکاتالیزگری آنها در تجزیه ی آلاینده های آلی در حضور نور مریی و فرابنفش

چکیده با توجه به اهمیت روزافزون tio2 در تصفیه ی پساب های صنعتی، در این رساله، نانو ذرات tio2 خالص و دوپ شده با کبالت، گوگرد و همزمان دوپ شده با آهن و گوگرد با ابعاد 8-15 nm به روش سل-ژل اصلاح شده تهیه شد. برای شناسایی و تعیین خواص نانو ذرات تولید شده از روش های xrd، sem-edx، tem، drs و ft-ir استفاده شد. مشخص شد تمام نمونه های تهیه شده به شکل آناتاز هستند و با ورود گونه ی دوپ کننده در ساختار، لبه ی جذب از ناحیه ی فرابنفش به ناحیه ی مریی منتقل می شود. همچنین، گونه ی دوپ کننده باعث جلوگیری از رشد نانوذرات می شود. به منظور بررسی رفتار نور کاتالیزگری نانوذرات تهیه شده و تعیین مقدار بهینه ی گونه ی دوپ کننده، از واکنش تجزیه ی نوری متیل اورانژ و متیلن بلو در مقابل نور فرابنفش و مریی استفاده شد. در مورد نانو ذرات tio2 خالص و دوپ شده با مقادیر مختلف کبالت مشاهده شد، در مقابل نور مریی، کاتالیزگر 0/5% co/tio2 و در مقابل نور فرابنفش گونه ی دوپ نشده بهترین نتایج را نشان می دهد. در مورد نانو ذرات tio2 دوپ شده با مقادیر مختلف گوگرد، در مقابل نور مریی کاتالیزگر 0/05% s/tio2 و در مقابل نور فرابنفش کاتالیزگر 0/1% s/tio2 بهترین نتایج را نشان می دهد. در مورد نانو ذرات tio2 همزمان دوپ شده با 0/05% گوگرد و مقادیر مختلف آهن، مشاهده شد برای تجزیه ی متیل اورانژ در مقابل نور مریی، بهترین کاتالیزگر tio2 دوپ شده با 0/05% گوگرد و 2/0% آهن و در مقابل نور فرابنفش بهترین کاتالیزگر tio2 دوپ شده با 0/05% گوگرد و 5/0% آهن می باشد. برای تجزیه ی متیلن بلو در مقابل نور مریی، بهترین کاتالیزگر tio2 دوپ شده با 0/05% گوگرد و 2/0% آهن و در مقابل نور فرابنفش بهترین کاتالیزگر tio2 دوپ می باشد. همچنین در مقایسه ی رفتار نور کاتالیزگری tio2 خالص، tio2 دوپ شده با آهن، tio2 دوپ شده با گوگرد و tio2 همزمان دوپ شده با آهن و گوگرد، دیده شد به علت اثر همزمان آهن و گوگرد، در tio2 همزمان دوپ شده با آهن و گوگرد، فعالیت نور کاتالیزگری بیشتر است. در نانو ذرات tio2 خالص و دوپ شده با 0/05%گوگرد، اثر افزایش دمای کلسینه شدن در انتقال فاز بررسی شد و مشخص شد در tio2 خالص در دمای 650-700 ?c تبدیل فاز از آناتاز به روتیل آغاز می شود در حالیکه این تبدیل فاز برای tio2 دوپ شده با 0/05% گوگرد در بالای 700 ?c است یعنی گوگرد عامل بازدارنده در تبدیل فاز می باشد. در بررسی رفتار نور کاتالیزگری این کاتالیزگر ها مشخص شد با افزایش دمای کلسینه شدن به دلیل بزرگ تر شدن اندازه ی ذرات در فرایند سینترینگ و نیز تبدیل فاز از آناتاز به روتیل فعالیت نوری کاهش می یابد.