فهرست مطالب :
چکیده: 1
مقدمه: 2
فصلاولکلیات 3
حذفناخالصیهاباروشتخریبفوتوکاتالیزوری 4
آشناییباتعدادیازفوتوکاتالیزورهادرواکنشهایتخریبی 5
1-2-1 فوتوکاتالیزورTiO2 6
1-2-2 فوتوکاتالیزورZnO: 10
فصلدومبررسیمتونومطالعاتدیگراندراینزمینه 17
2-1 مقدمه 17
2-2 اجزاءتشكيلدهندةرنگ 19
2-3 خصوصياتاجزاءتشكيلدهندهرنگ 20
2-3-1-رنگدانههاورنگدانهيارها: 20
2-3-2-رزينها: (Resin) 20
2-3-3حلال 21
2-3-4موادافزودنيدررنگ 21
2-5 آلودگیآب (Water Pollution ) 22
2-5-1 آلودگيناشيازرنگها 23
2-5-2 آلودگيناشيازحلالها 24
2-6 نانوتكنولوژیدرصنعتآب 24
2-7 بررسیروشهایخالصسازیآببابهکارگیریفناورینانو 26
2-7-1 نانوپلیمرهایمتخلخل 27
2-7-2 نانوفیلترها 27
2-7-3 نانوفوتوکاتالیستها 29
2-8 روشهایخالصسازیحلال 31
2-9 قوانینبنیادیفوتوشیمی 32
2-9-1 فرآیندهایبرانگیختگیوآسایشمولکولی 32
2-9-2 برانگیختگیالکترونینیمهرساناها 34
2-9-3 موقعیتلبهباند 38
2-9-4 فرآیندانتقالالکترونیبررویسطحکاتالیزور 39
2-10 مکانیسمهایمختلفتخریبفوتوکاتالیزوری 40
2-10-1 اکسیداسیونتوسطرادیکالهایهیدروکسیل 42
2-10-2 واکنشفوتوشیمیاییKolbe 44
2-11 نانوموادنیمههادیوخاصیتفوتوکاتالیزوری 44
2-11-1 اثراتاندازهکوانتومی (QSE)1 45
2-11-2 اثراتافزایشمساحتسطح 46
فصلسومروشکاروموادمورداستفاده 15
3-1 موادشیمیاییمورداستفاده 47
3-1-1 آلایندهمورداستفاده 47
3-1-2 ترکیباتشیمیایی 47
3-1-3 فوتوکاتالیزورها 47
3-2 دستگاههایمورداستفاده 48
3-2-1 طیفسنجماوراءبنفشـمرئی (UV-Vis) 48
3-2-2 سانتریفیوژ 48
3-2-3 ترازویدیجیتال 48
3-2-4 دستگاهآبمقطرگیری 48
3-2-5 PHمتر 48
3-2-6 راکتورفتوشیمیایی 48
3-3 نرمافزارمورداستفاده 50
3-3-1 نرمافزارMinitab 15 50
3-4 سنتزفوتوکاتالیستZnO/C,N,S 50
3-5 طیفجذبیورسممنحنیاستانداردبرایآلایندهموردبررسی 51
3-6 آزمایشاتتخریبفوتوکاتالیزوریوبررسیشرایطمختلفواکنش 51
3-6-1 بررسیاثرنوعکاتالیزور 52
3-6-2 بررسیاثرتابشنورUV 52
3-6-3 بررسیاثراکسندههابرواکنشهایفوتوکاتالیزوری 53
3-6-4 بررسیاثرPH 53
3-6-5 بررسیاثراتزمانتابش 53
3-6-6 بررسیاثرمقدارکاتالیزور 54
3-6-7 بررسیاثرغلظترنگبرتخریبفوتوکاتالیزوری 54
3-6-8 بررسیاثرسرعتچرخشدورمگنت 54
3-6-9 بررسیاثریونهایمعدنی 55
3-6-10 بررسیهایسینتیکی 55
3-6-11 بررسیآزمایشهایتخریبفوتوکاتالیزوریبهروشتاگوچی 55
فصلچهارمنتایج 59
4-1 طیفXRD،FE-SEM،XPS،EDXجهتاطمینانازحصولسنتزنانوفوتوکاتالیستZnO/C,N,S 59
4-1-1 XRD 59
4-1-2 FE-SEM 61
4-1-3 XPS 61
4-1-4 EDX 62
4-2 رسممنحنیاستانداردجهتتعیینغلظتآلاینده 63
4-3 نتایجبررسیآزمایشاتتخریبفوتوکاتالیزوریرنگ 64
4-3-1 نتایجبررسیتواناییفوتوکاتالیزوریفوتوکاتالیستهایمختلفدرتخریبآلاینده 65
4-3-2 نتایجبررسیاثرتابشنورUVدرتخریبرنگ 66
4-3-3 نتایجبررسیاثرعواملاکسندهبرتخریبفوتوکاتالیزوری 67
4-3-4 نتایجبررسیاثرPH 72
4-3-5 نتایجبررسیاثراتزمانتابش 74
4-3-6 نتایجبررسیاثرحضورومقدارکاتالیزور 76
4-3-7 نتایجبررسیاثرغلظترنگ 78
4-3-8 نتایجبررسیاثرسرعتچرخشدورمگنت 80
4-3-9 نتایجبررسیاثریونهایمعدنی 80
4-3-10 نتایجمطالعاتسینتیکی 82
4-3-11 نتایجبررسیتخریبفوتوکاتالیزوریرنگرودامینBبااستفادهازروشتاگوچی 85
فصلپنجمبحثونتیجهگیری 91
5-1 نتایجکلیازآنچهدراینپروژهبررسیشد،بهشرحزیرخلاصهمیگردد: 91
5-2 کارهایتحقیقاتیجنبی 92
مراجع 91
Abstract 105
فهرست تصاویر :
شکل ( 1-6) ساختارمعدنیمربوطبه (a) روتیل، (b) آناتاز، (c) بروکیت 8
شکل (1-7) ساختارکریستالیمربوطبه (a) روتیل، (b) آناتاز، (c) بروکیت 8
شکل (1-8) مکانیسمتبادلالکترونیبینالکترونوحفره 9
شکل (1-9) ساختارششگوشهایZnO 10
شکل (1-10) مکانیسمفوتوکاتالیزوریباحضورنیمهرسانایZnO 15
شکل(2-1) نمودارانرژیجابلونسکی (فرآیندهایبرانگیختگیوآسایش) ]26[ 33
شکل(2-2) تغییرساختارالکترونینیمهرساناباافزایشتعدادساختارهایمونومری (N) ]30[ 34
شکل (2-3) مکانیسمفوتوکاتالیزوریبههمراهحوادثبازگشتبهحالتاولیهدریکنیمههادی]27 و30[ 36
شکل (2-4) انرژیجدایشنواردربعضینیمهرساناهادرمحلولالکترولیتآبی]27[ 38
شکل (2-5) دستهبندیواکنشهایفوتونیکاتالیزشده،Dمخففالکتروندهنده1وAمخففالکترونگیرنده2 39
شکل (3-1) شمایدستگاهفوتوشیمیاییبرایانجامواکنشهایفوتوکاتالیزوری 49
بیناب) 4-1(طیفXRDمربوطبهفوتوکاتالیستZnO/C,N,S 60
بیناب) 4-2(طیفFE-SEMمربوطبهفوتوکاتالیست ZnO/C,N,S 61
بیناب) 4-3(طیفXPSمربوطبهفوتوکاتالیستZnO/C,N,S 62
بیناب) 4-4(طیفEDXمربوطبهفوتوکاتالیستZnO/C,N,S 63
شکل (4-2) طیفجذبیرنگرودامینBباغلظت mg/L 20درطولموج nm354 و 549 64
شکل (4-3) منحنیاستانداردجذببرحسبغلظترنگرودامینBدرطولموج nm354 و549 64
شکل (4-4) بررسیاثرکاتالیستهایمختلفدرتخریبرنگرودامینB. شرایطآزمایش 66
شکل (4-5) بررسیاثرتابشنوررویتخریبرنگرودامینB. 67
شکل (4-6) بررسیاثراکسندههایمختلفرویتخریبرنگرودامینB . 68
شکل (4-7) اثرعاملاکسندهK2S2O8برتخریبفوتوکاتالیزوریرنگرودامینB، 70
شکل (4-8) اثرغلظتهایمختلفK2S2O8برتخریبفوتوکاتالیزوریرنگرودامینB 71
شکل (4-9) بررسیاثرPHرویدرصدتخریبفوتوکاتالیزوریرنگرودامینB 73
شکل (4-10) بررسیاثرزمانتابشرویدرصدتخریبرنگرودامینBبدونحضوراکسنده، 75
(شکل4-11) بررسیاثرزمانتابشرویدرصدتخریبرودامینBدرحضوراکسنده، 76
شکل)4-12 (اثرحضورفوتوکاتالیزورZnO/C,N,S (غلظتآلایندهmg/L20) 77
شکل(4-13) اثرمقدارفوتوکاتالیزورZnOرویدرصدتخریبتخریبرنگرودامینBبعداز 330 دقیقهتابش، 78
شکل (4-14) بررسیاثرغلظتآلایندهرویدرصدتخریبرنگرودامینBنسبتبهزمان، 79
شکل (4-15) تأثیرسرعتچرخشمگنترویدرصدتخریبرنگرودامینBبعداز 330 دقیقهتابش، 80
شکل (4-16) تأثیرحضورآنیونهارویدرصدتخریبرنگرودامینBبعداز 330 دقیقهتابش، 81
شکل (4-17) سرعتتخریبشبهدرجهصفرمازZnO/C,N,SدرتخریبرنگرودامینB، 83
شکل (4-18) سرعتتخریبشبهدرجهاولازZnO/C,N,SدرتخریبرنگرودامینB، 84
شکل (4-19) سرعتتخریبشبهدرجهدومازZnO/C,N,SدرتخریبرنگرودامینB، 84