تهیه ی نانو ذراتCr,S/TiO2 به روش سل-ژل و مدلسازی عملکرد نورکاتالیزوری آنها با بهره گیری از طراحی آزمایش به روش رویه پاسخ

سابقه و هدف: در این تحقیق، اصلاح فعالیت نورکاتالیزگری تیتانیوم دی اکسید و انتقال آن از ناحیه ی مرئی به فرابنفش به وسیله ی روشهای موجود مد نظر است. در اینجا، برای انتقال ناحیه ی جذبی تیتانیوم دیاکسید به ناحیهی مرئی و همچنین به منظور جلوگیری از بازترکیب جفت الکترون-حفره ایجاد شده توسط نور، به ترتیب از نافلز گوگرد و فلز کروم استفاده شده است. بنابراین اصلاح تیتانیوم دی اکسید توسط فلز و نافلز به طور همزمان در این تحقیق انجام گرفته است. در این تحقیق، از متدولوژی رویه ی پاسخ و طرح مرکب مرکزی به منظور بررسی تاثیر غلظت گوگرد، غلظت فلز و دمای کلسینه شدن بر فعالیت نور کاتالیزوری تیتانیوم دی اکسید اصلاح شده و بهینه سازی عملکرد آن در مقابل نور مرئی و فرابنفش، بهره گرفته شد. بر اساس نتایج بهدست آمده، غلظت فلز و دمای کلسینه شدن موثرترین فاکتورها بر عملکرد نورکاتالیزگری نانوذرات ساخته شده بودند مواد و روش ها: در این مطالعه، مدلسازی عملکرد نورکاتالیزگری نمونه های ساخته شده به روش رویه ی پاسخ انجام شد و از نرم افزار Design Expert 7.0.0 جهت تجزیه و تحلیل اطلاعات و رسم نمودارهای مربوط به روش رویه ی پاسخ استفاده گردید. هدف از انجام طراحی آزمایش در این پژوهش یافتن تاثیر برخی متغیرهای عملیاتی روی عملکرد نورکاتالیزوری تیتانیوم دیاکسید ناخالص بود. سه پارامتر عملیاتی شامل غلظت گوگرد (%Wt)، غلظت فلز کروم (%Wt) و دمای کلسینه شدن به عنوان متغیرهای مستقل انتخاب شدند و متغیر وابسته (پاسخ)، درصد تخریب متیل اورانژ به عنوان آلاینده ی فرضی در نظر گرفته شد. در این پژوهش نانوذرات TiO2 به روش سل-ژل تهیه گردید. در مرحله بعد TiO2 ناخالص شده با گوگرد و کروم ساخته شد. و در نهایت عملکرد نورکاتالیزوری محصولات مورد بررسی قرار گرفت.یافته ها و نتیجه گیری: در ابتدا نانوذرات تیتانیوم دیاکسید مطابق ماتریس طراحی آزمایش با روش RSM ساخته شده و سپس عملکرد نورکاتالیزوری آنها از طریق میزان تخریب متیل اورانژ بهعنوان آلایندهی فرضی مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه نتایج حاصل از بررسی فعالیت نورکاتالیزگری نمونه ها به نرم افزار Expert Design داده شده و از ابزار بهینه سازی این نرم افزار استفاده گردید. بدینترتیب، بهینه سازی هریک از پارامترهای عملیاتی شامل غلظت گوگرد، غلظت کروم و دمای کلسینه شدن انجام گرفت. بهینه ها برای نور مرئی و فرابنفش بهصورت جداگانه تهیه شدند و صحت آنها با انجام تست نورکاتالیزوری بررسی شد. همچنین تاثیر پارامترهای عملیاتی روی عملکرد نورکاتالیزوری نمونه های تهیه شده با استفاده از طراحی آزمایش مطالعه گردیدمقادیر بهینه ی گزارششده توسط RSM برای مدل نور مرئی، غلظت گوگرد برابر Wt% 0.06، غلظت کروم برابر Wt% 2.93 و دمای کلسینه شدن برابر 414 ℃ با 98,11% تخریب متیل اورانژ در مدت زمان 180 دقیقه و برای مدل نور فرابنفش، غلظت گوگرد برابر Wt% 0.06، غلظت کروم برابرWt% 3.34 و دمای کلسینه شدن برابر 454 ℃ با %99,48 تخریب متیل اورانژ در مدت زمان 65 دقیقه میباشد.

کلیدواژه ها:

نورکاتالیزگر ، تیتانیوم دیاکسید ، روش سل-ژل ، طراحی آزمایش ، گوگرد ، کروم