عنوان پایان نامه: تخریب فوتوکاتالیستی رنگ رودامین بی در محلول های آبی با استفاده از پروسکایت بیسموت فریت تزئین شده با نقاط کوانتومی کربنی حاصل از پسماند باقلا
ارائه کننده: شیما عرب استاد راهنما: دکتر حبیب اله یونسی استاد مشاور: دکتر نادر بهرامی فر استاد ناظر داخلی: دکتر امیر خسروانی استاد ناظر خارجی: دکتر مریم نیکزاد نماینده تحصیلات تکمیلی: دکتر سامره فلاحتکار تاریخ: 1403/11/06 ساعت: 10 مکان: سالن اصلی کاخ
چکیده: یک طیف وسیع از صنایع شیمیایی، از جمله تولید رنگ و لوازم آرایشی، به طور مداوم رنگهای سمی و تخریب ناپذیر را به محیطزیست تخلیه میکنند. به عنوان یکی از راهحلهای نوآورانه، در فرآیند اکسیداسیون فوتوکاتالیستی با استفاده از انرژی فوتونها با فعالسازی فوتوکاتالیستها، آلایندههای آلی، از جمله رنگها را در منابع آبی به طور مؤثر تجزیه کرده و آنها را به محصولاتی بیخطر تبدیل میکنند. در این پژوهش، تخریب فوتوکاتالیستی رنگ رودامین بی از محلولهای آبی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، از نانوذرات BiFeO3 پروسکایتی و کامپوزیت BiFeO3/CQD سنتز شده برای حذف آلایندهی رودامین بی استفاده شد. مشخصهیابی کاتالیستهای سنتز شده توسط آنالیزهای XRD، FTIR، DRS، SEM، TEM، EDS و EDS MAPP انجام شد. نتایج آنالیز SEM حاکی از کروی بودن نانوذرات بیسموت فریت است. همچنین نتایج آنالیز TEM نیز همانند آنالیز SEM، مورفولوژی ذرات، بصورت کروی و اشکال دایره مانند بهم پیوسته بوده است. در ادامه آنالیزها، آنالیز EDS Mapping انجام شد که طبق این آنالیز درصد عناصر Bi، Fe وO نشان داده شده است. در آنالیز بعدی، آنالیز FTIR، پیوندهای Bi-O و Fe-O شناسایی شد. بر اساس آنالیز XRD، فازهای ثانویه در نسبتهای بیسموت نیترات به آهن نیترات 1:4 و 2:4، Bi12.5Fe0.5O19.5 و Bi3.43Fe0.57O6 تشکیل شدند و در نهایت آنالیز DRS انجام شد که طبق این آنالیز، باند گپ انرژی محاسبه شده برای این نانوذرات برابر با ۲.۵۴ الکترونولت بود .در ادامه، آزمایشات بهینهسازی مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین راندمان حذف در پارامتر pH در pH=2 بوده است که با توجه به ملاحظات محیطزیستی و اقتصادی pH=3 به علت نزدیک بودن راندمان حذف آن به pH=2، به عنوان pH بهینه انتخاب شد. دومین پارامتر مورد بررسی دوز فوتوکاتالیست بوده که کمترین راندمان حذف در دوز ۱۰ میلی گرم بر لیتر و بالاترین راندمان در دوز ۴۰ میلی گرم بر لیتر بوده است. در ادامه پژوهش، بهینهسازی پارامتر غلظت رنگ انجام شد که کمترین راندمان حذف در غلظت ۵۵ میلی گرم بر لیتر به علت کدورت ایجاد شده توسط غلظت بالای رنگ مشاهده شد و بیشترین راندمان حذف در غلظت ۲۵ میلی گرم بر لیتر مشاهده شد. در آخرین پارامتر که دما بوده است. بالاترین راندمان حذف در دمای 0C ۲۵ و کمترین راندمان حذف در دمای C 550 بوده است. در واقع با افزایش دما راندمان حذف فوتوکاتالیستی رنگ رودامین بی کاهشی بوده است. پس از بررسی این موارد، آزمایش بررسی قابلیت بازیابی فوتوکاتالیست سنتز شده انجام شد. که نانوذرات BiFeO3، قدرت خوبی را در هر چرخه جهت حذف فوتوکاتالیستی رنگ رودامین بی نشان دادند. در پی این تحقیق، محاسبات ترمودینامیکی و انرژی فعالسازی بر اساس نظریههای آرنیوس و حالت گذار انجام شد. که طبق یافتههای بدست آمده، مقادیر ∆SوH∆ به ترتیب ۵۱۷- و -61.27 محاسبه شد. همچنین مقدار ∆G برای دماهای ۲۵،۳۵،۴۵ و ۵۵ درجه سلسیوس به ترتیب برابر با : 92.94، 98.11، 103.28و 108.45 محاسبه شده است. بر اساس نتایج بدست آمده از این تحقیق نانوکامپوزیت سنتز شده توانایی حذف کامل رنگ رودامین بی را نداشته است و ادامه روند پژوهش با استفاده از نانوذرات BiFeO3 انجام شده است.
