اثر تثبیت نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم روی پایه‏های گرانولی بر تجزیه فوتوکاتالیستی پسابها

آلودگی‏های زیست‏محیطی و صنعتی در سطح وسیع، توجه را به استفاده از تکنولوژی‏های پاک شیمیایی و دوستدار محیط زیست کشانده است. در دو دهه اخیر از فوتوکاتالیست برای حذف آلودگی مواد آلی از پسابها استفاده شده است. دی‏اکسید‏تیتانیوم یکی از مهمترین مواد در تجزیه مواد آلی به دلیل خاصیت فوتوکاتالیستی بالای آن محسوب می شود. در این میان فاز آناتاز tio2 شناخته شده‏ترین و کاراترین فوتوکاتالیست است. tio2 به دو صورت کلوئیدی و لایه‏نشانی شده مورد استفاده قرار می‏گیرد. tio2 کلوئیدی در مقابل tio2 لایه‏نشانی‏شده دارای فعالیت فوتوکاتایستی بیشتری است. با این حال، دو مشکل در استفاده از آن بصورت کلوئیدی وجود دارد که باید بر آن ها غلبه کرد که عبارتند از: جداسازی ذرات جامد ریز بعد از انجام گندزدایی و استفاده دوباره از ذرات. هدف اصلی از انجام این پایان نامه مقایسه فعالیت فوتوکاتالیستی ذرات کلوئیدی دی اکسید تیتانیوم با نانوذرات لایه نشانی شده روی سطح پایه گرانولی است. پایه کاتالیزورها بوسیله گرانول سازی مرطوب ذرات جامد al2 o3 تهیه شدند. اندازه متوسط گرانول های مورد استفاده در این پژوهش، 212 میکرون انتخاب گردید. این اندازه گرانول ها، اطمینان لازم را از ته نشینی موثر آن ها بعد از عمل تصفیه فوتوکاتالیستی ایجاد می نماید. استحکام روکش نانوذرات tio2 روی پایه آلومینا از اهمیت زیادی در عملیات صنعتی و تصفیه فاضلاب ها برخوردار است و به عنوان دومین هدف این پایان نامه انتخاب گردید. در این رابطه نانوذرات به روش سل-ژل تهیه شدند. متغیر مورد بررسی در سنتز نانوذرات، اثر دمای کلسینه در نظر گرفته شد که منجر به تولید نانوذرات با میانگین اندازه بلورک نانوذرات بین 32/4 تا 34/8 نانومتر گردید. برای بررسی فعالیت کاتالیستی نانوذرات با استفاده از محلول متیل اورنج به عنوان نمونه مدل آلودگی در یک رآکتور فوتوکاتالیستی اختلاطی انجام گردید. برای پوشش دادن پایه، از تکنیک غوطه-وری استفاده شد. با استفاده از دستگاه نانوسایزر، اندازه نانوذرات در محلول سل پوشش دهنده، 36 نانومتر به دست آمد. بسته به تعداد لایه های پوشش‏دهی شده، دمای کلسینه و استفاده یا عدم استفاده از بایندر، 6 نوع نمونه کاتالیزور تهیه شد. نتایج آزمایشات نشان داد که افزایش تعداد لایه، اثر کمی در افزایش فعالیت فوتوکاتالیستی داشته است. در کاتالیزور پوشش داده شده، استفاده از بایندر در دمای کلسینه مناسب (500 درجه سانتیگراد)، با اندکی کاهش در فعالیت فوتوکاتالیستی نسبت به سیستم کلوئیدی، میزان فعالیت فوتوکاتالیستی خوبی مشاهده شد و می توان در دفعات بعدی از کاتالیزور استفاده نمود. به همین دلیل می-توان از نانوذرات لایه نشانی شده روی سطح گرانول در سیستم های صنعتی برای تصفیه فاضلاب ها استفاده کرد.