تخریب فتوکاتالیستی ماده رنگزا اسید زرد 36 توسط نانوکامپوزیت دی اکسید تیتانیوم اصلاح شده با زیرکونیوم

مقدمه: در این پژوهش ابتدا نانو فوتوکاتالیست tio2zr با هدف ارتقاء و بهبود خواص فوتوکاتالیستی تیتانیوم دی اکسید به روش سل ژل تهیه شده است. همچنین بازیابی کاتالیست ها در شرایط اسیدی، قلیایی و حرارتی نیز مطالعه گردید.روش کار: این تحقیق در مقیاس آزمایشگاهی انجام شد. شناسایی ساختار آن توسط روش های fesem, ftir, edx, bet، انجام و مقدار باند گپ نانوفوتوکاتالیست سنتز شده به روش drs معادل 3 الکترون ولت اندازه گیری شد. همچنین اثر غلظت رنگ، ph محلول، غلظت پودر کاتالیست و زمان تماس به منظور صرفه اقتصادی در کارایی عمل رنگ زدایی، ثابت نگه داشته شد. سپس برای بررسی کارآیی آن، تخریب ماده آلاینده آلی رنگزا اسید زرد 36 در نمونه های آبی مورد مطالعه قرارگرفته و روند تخریب ماده آلاینده با استفاده از اسپکتروفوتومتر vis uv/ و سنجش مقدار کربن های آلی موجود (toc) مورد مطالعه قرارگرفت. یافته ها: در نهایت پس از بدست آمدن شرایط بهینه راندمان تخریب، با فوتوکاتالیست تیتانیوم دی اکسید مقایسه گردید که نتایج بدست آمده افزایش قابل توجه راندمان به دلیل تغییرات ایجاد شده در باند گپ و در نهایت قدرت فوتوکاتالیستی ماده سنتزی دوپ شده در تخریب آلاینده های آلی زیست محیطی را نشان داد. نتیجه گیری: ورود زیرکونیوم به شبکه دی اکسید تیتانیوم باعث کاهش انرژی شکاف شده درنتیجه انرژی لازم برای تحریک الکترون ها از باند ظرفیت به باند رسانایی کاهش می یابد. هرچه باندگپ پایین تر شود، فاصله بین ترازها کاهش یافته و انرژی مربوط به تحریک الکترون کمتر می شود در نتیجه طول موج بالاتر می رود. . فرآیند فوتوکاتالیستی در کاهش رنگ، تاثیر قابل توجه ای داشته و قابلیت بالقوه بالایی در رنگزدایی فاضلاب های حاوی سایر رنگ های آلی دارد.

Photocatalytic Degradation of Acid Yellow 36 Using Titanium Dioxide Nanocomposites Doped by Zirconium

Introduction: In this research, TiO2Zr nanophotocatalyst was firstly developed with the aim of improving the photocatalytic activity of titanium dioxide via solgel method. The recovery of catalysts in acidic, alkaline and thermal conditions was also studied.Method: This research was done on a laboratory scale. The structures and properties were recognized with (BET), (FTIR), (FESEM), and (XRD) methods and the band gap value of the synthesized nano photocatalyst found to 3 eV with DRS. Also, the effect of color concentration, soluble pH, catalyst powder concentration and contact time was kept constant in order to economically effect on the efficacy of dyeing. Then, photocatalytic activity was evaluated for degradation of organic pollution days Acid yellow 36 in aqueous solution specimen by the UVVis spectrophotometer and total organic carbon (TOC).Result: Finally, after obtaining the optimum conditions for degradation efficiency, it was compared with titanium dioxide photocatalyst, which revealed that increase in efficiency due to changes in the band gap and, as a final point, shows the power of photocatalytic activity of synthetic doped material in degradation organic environmental pollutants.Conclusion: It founded that doping Zr ions to the TiO2 lattice causes decreasing band gap value, so As a result, the necessary energy to stimulate the electrons from the valence band reduced in results wavelength shift up. The photocatalytic activity has a significant impact on color reduction and has a high potential for the decolorization organic dye wastewater.