حذف رنگزای مستقیم آبی 71 (db71) از محیط آبی در یک راکتور فوتوکاتالیستی بستر ثابت دارای دانه های لیکای پوشش داده شده با نانوذره‌های tio2ce

جداسازی نانوکاتالیزگرها از فاز مایع به دلیل اندازه نانومتری آن‌ها اغلب سبب محدودیت در استفاده از آن‌ها در فرایندهای با مقیاس صنعتی می شود. برای حل این مشکل، بیش تر، نانوکاتالیزگرها را روی بسترها تثبیت می کنند. در این پژوهش نخست نانوذره های tio2 دوپه شده با سریم (tio2-ce) به روش سل ژل تهیه شدند. از فناوری های طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (ftir)، پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپی الکترون روبشی گسیل میدانی (fe-sem)، همدماهای جذب واجذب نیتروژن (bet) برای مشخصه یابی نانوذره ها استفاده شد. در ادامه از دانه های لیکا (leca) به عنوان بستر برای تثبیت نانوذره ها استفاده شد. مطالعه های fe-sem نشان داد که پوشش یکنواختی از نانوذره های tio2-ce در سطح دانه  های لیکا ایجاد شده است. با چینش منظم دانه های لیکا، یک بستر کاتالیزگری ساخته شده و در یک فوتوراکتور با جریان چرخ ه ای نصب شده و حذف رنگ دایرکت بلو 71 (db71) در فوتوراکتور مطالعه شد. نتیجه ها نشان داد که بستر با وزن 5.3 گرم زیر تابش منبع نور فرابنفش توانایی حذف حدود 96 درصد از رنگزا با غلظت ppm20 را در بازه زمانی یک ساعت دارد. همچنین عملکرد دانه های لیکای پوشش داده شده در حالت شناور در شرایط نورخورشید نیز بررسی شد؛ نتیجه ها نشان داد که با پرتودهی روزانه به مدت 4 ساعت کاتالیزگر توانایی حذف 94 درصد از رنگ در طی سه روز را دارد.

Removal of Direct Blue 71 Dye from Aqueous Media in a Photocatalytic Fixed Bed Reactor, Containing LECA Granols Coated by TiO2Ce Nanoparticles

The separation of nanocatalysts from the liquid phase often limits their use in industrialscale processes due to their small size. To solve this problem, nanocatalyst is often embedded on the substrates. In this study, at the first stage, cerium doped TiO2 nanoparticles were prepared by the solgel method. Then, LECA granules are used as a support phase for immobilizing nanoparticles. Nanoparticles are characterized by Fouriertransform InfraRed (FTIR) spectroscopy, XRay Diffraction (XRD), FieldEmission Scanning Electron Microscopy (FESEM), and nitrogen adsorptiondesorption isotherms (BET). The FESEM studies showed a uniform coating of TiO2Ce nanoparticles on the surface of LECA granules. A catalytic bed was constructed with a regular arrangement of the LECA granules and immersed in a photoreactor with the cyclic flow. The degradation of direct blue 71 (DB71) was investigated in the fixed bed photoreactor. The results showed that the fixed bed configuration (5.3gr) could remove about 96% of the dye (DB71, 20ppm) during 1h irradiation under a UV light source. Furthermore, the ability of coated LECA granules in the degradation of dye was studied in the floating condition under sunlight. The results showed that with daily irradiation for 4 h, the catalyst can remove 94% of the color over three days.