اثر گرانول سازی نانو ذرات تیتانیا بر تصفیه پساب بر اساس پدیده فوتوکاتالیستی

آلودگی هوا و آب یکی از مهمترین مشکلات موجود در دنیای امروز است. روش های گوناگونی برای از بین بردن این آلودگی ها ارائه شده است که یکی از راهکارهای موجود، استفاده از نیمه رساناها بعنوان فوتوکاتالیست است. در این میان فاز آناتاس tio2 شناخته شده ترین و کاراترین فوتوکاتالیستی است که به طور گسترده در پاکسازی و گندزدایی و کنترل بو و عطر آب و هوا مورد استفاده قرار می گیرد. tio2 به دو صورت کلوئیدی و یا لایه نشانی شده مورد استفاده قرار می گیرد. مقدار زیادی از tio2 ی که به صورت کلوئیدی مورد استفاده قرار می گیرد همراه جریان آب خارج شده و عملا از بین می رود. tio2 کلوئیدیی در مقابل tio2 لایه نشانی شده دارای فعالیت فوتوکاتایستی بیشتری است. با این حال، دو مشکل در استفاده از آن بصورت کلوئیدی وجود دارد که باید بر آنها غلبه کرد که عبارتند از: جداسازی ذرات جامد ریز بعد از انجام گندزدایی و استفاده دوباره از ذرات که به درستی جدا شده اند. هدف اصلی از انجام این پایان نامه مقایسه فعالیت فوتوکاتالیستی کلوئید حاصل از نانوذرات با فعالیت فوتوکاتالیستی نانوذرات لایه نشانی شده روی سطح گرانول ها است. پایه کاتالیزورها از al2o3 بوسیله گرانول سازی مرطوب تهیه شد. اندازه متوسط گرانول های مورد نیاز در این پژوهش 150 میکرون انتخاب شد. این اندازه گرانول ها اطمینان لازم را از تهنشینی موثر آنها بعد از عمل تصفیه فوتوکاتالیستی ایجاد می نماید. از آنجا که استحکام روکش نانوذرات tio2 روی پایه آلومینا از اهمیت زیادی در عملایت صنعتی و تصفیه فاضلاب ها برخوردار است، بررسی مقاومت مکانیکی گرانول ها درمقابل فرسایش در راکتور و یا انتقال ذرات هدف جانبی این پژوهش است. میزان فرسایش گرانول ها با تغییر دمای پخت متفاوت بود که کمترین آن در دمای 1600 درجه سانتی گراد بدست آمد. نانوذرات از روش سل-ژل تهیه شدند. متغییرهای مورد بررسی برای سنتز نانوذرات ph و غلظت نانوذرات در سل و همچنین زمان ماند آن بود. ph بیشترین اثر را روی اندازه و توزیع فازی نانوذرات داشت. میانگین اندازه بلورک نانوذرات بین 5 تا 6/5 نانومتر بود. برای بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نانوذرات از محلول متیل اورنج بعنوان نمونه و معیار استفاده شد. برای پوشش دادن از تکنیک غوطه وری استفاده شد. اندازه نانوذرات در سوسپانسیونی که برای پوشش از آن استفاده شد 23 نانومتر بود. براساس تعداد لایه ها و استفاده یا عدم استفاده از بایندر 4 نوع پوشش تهیه شد. در این رابطه پوشش دو لایه که در آن از بایندر (pva) استفاده شد فعالیت فوتوکاتالیستی قابل قبولی داشت. نتایج این تحقیقات نشان داد که از کاتالیزورها به راحتی می توان به دفعات مختلف استفاده کرد بدون اینکه لایه فعال tio2 در اثر فرسایش غیرفعال گردد. به همین دلیل می توان از نانوذرات لایه نشانی شده روی سطح گرانول در سیستم های صنعتی برای تصفیه فاضلاب ها استفاده کرد.