تولید فتوکاتالیستی هیدروژن از پساب صنعتی حاوی آلاینده های آلی توسط نانوکامپوزیت tio2/zro2

در این مقاله، تولید هیدروژن همزمان با حذف آلاینده های آلی (متیل نارنجی و یون سیانید) از پساب صنعتی و توسط فتوکاتالیست tio2-10%zro2 با موفقیت انجام شد. این تحقیق جهت نیل به دو هدف تولید هیدروژن بعنوان یک سوخت تجدیدپذیر و پارک و نیز حذف آلاینده های موجود در پساب های صنعتی صورت گرفته است. با توجه به اینکه این کامپوزیت در مقاله قبلی سنتز شده است، تاکید اصلی بررسی اثر متغیرهای عملیاتی مانند غلظت آلاینده، ph محلول و زمان تابش می باشد. نتایج نشان داد که فعالیت فتوکاتالیستی کامپوزیت tio2-10%zro2 با افزایش ph کاهش می یابد و کاربرد آن به phهای اسیدی محدود می شود. غلظت آلاینده ها اثر مهمی بر نرخ تولید هیدروژن داشته است به گونه ای که اثر این عامل بر نرخ تولید هیدروژن با مدل سینتیکی لانگمیر-هنشلوود همخوانی دارد. در واقع بهبود فعالیت فتوکاتالیستی در تولید هیدروین می تواند به کاهش بازترکیب الکترون-حفره از طریق مصرف حفره توسط آلاینده توجیه شود. از این طریق به راحتی الکترون برای احیای هیدروژن قرار خواهد گرفت. به همین دلیل در ابتدای زمان تابش، نرخ تولید هیدروژن بالا بوده و با کاهش غلظت آلاینده نرخ تولید هیدروژن کاهش می یابد. در ضمن نتایج نشان داد که در شرایط آزمایشگاهی خاصی، بهبود چشمگیری در نرخ تولید هیدروژن توسط tio2p-10%zro2 همزمان با حذف متیل نارنجی و یون سیانید ایجاد می شود.

Photogeneration of hydrogen from industrial wastewater containing organic pollutants by using TiO2/ZrO2 nanocomposite

The simultaneous production of hydrogen and degradation of organic pollutants (methyl orange and cyanide ion) was successfully achieved using TiO210%ZrO2 photocatalyst which was synthesized in our previous study. With this catalyst, the degradation of methyl orange (or cyanide ion) was accompanied by the concurrent production of H2. The effects of operational variables, including pollutant concentration, solution pH and irradiation time, on the rate of hydrogen production were investigated. The activity of TiO210%ZrO2 gradually decreased with increasing pH, which makes its application of limited to the acidic pH region. The effect of concentration of the pollutants on the hydrogen generation rate is consistent with a LangmuirHinshelwood kinetic model. The enhanced photocatalytic activity could be explained in terms of reduced electronhole recombination via hole consumption by pollutants. It is concluded that, under certain experimental conditions, it is possible to obtain significantly enhanced rates of photoinduced hydrogen production from TiO210%ZrO2 with simultaneous degradation of methyl orange and cyanide ion.