حذف فتوکاتالیستی آلایندگی آمونیاکی با استفاده از نانو ذرات دی اکسید تیتانیم داپ شده با نیتروژن بر پایه لیکا

امروزه پیشرفت های حاصله در علوم و فناوری های مختلف و استفاده از آنها در صنعت، موجب پیدایش و افزایش مواد و مولکول های آلاینده و خطرناک جدیدی شده که می توانند در برابر تجزیه زیستی مقاومت نمایند. در این میان، ترکیبات آلی و نیتروژن دار، از جمله مواد مضر و خطرناک برای محیط زیست و موجودات زنده محسوب می شوند در این تحقیق تجزیه فتوکاتالیستی آمونیاک با استفاده از نانو ذرات tio2 داپ شده با نیتروژن به صورت تثبیت شده بر روی پایه لیکا که دارای دارای درصد تخلخل حدود 85% و قابلیت شناور بودن است، تحت تابش نور مرئی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشها در یک راکتور batch ، در فاز مایع و تحت تابش نور مرئی انجام شد. از روش های اسپکتروفتومتری ، تیتراسیون و ic برای اندازه گیری غلظت آمونیاک و محصولات استفاده شد. ارزیابی کارایی راکتور و فتوکاتالیست آماده شده از طریق انجام آزمایشهای تجزیه آمونیاک در تعدادی شرایط اولیه (غلظت اولیه ماده آلاینده، اثر شدت نور مرئی و ph اولیه) با انجام 16 آزمایش جداگانه مورد بررسی قرار گرفت. همچنین 8 آزمایش شاهد برای حصول اطمینان از اثر فتوکاتالیستی، فتوکاتالیست آماده شده انجام شده است. آنالیزهای تعیین مشخصات فتوکاتالیست تثبیت شده، شامل آنالیز xrd؛ جهت مشخص کردن خصوصیات کریستالوگرافی و فازی کاتالیست، آنالیز sem؛ جهت مشخص کردن خصوصیات مورفولوژی و سطحی کاتالیست، آنالیز uv-vis؛ جهت تعیین مقدار جذب نور مرئی نمونه ها انجام شد جمع بندی نتایج نشان می دهد که: نتایج sem نشان داد که ذرات n-tio_2 به خوبی و کاملا یکنواخت بر سطح دانه های لیکا چسبیده اند. از نتایج حاصل از xrd اثبات شد که بر اثر داپ کردن نیتروژن هیچ گونه تغییر قابل توجهی در ساختار فازی (نسبت آناتاز به روتایل) فتوکاتالیست tio_2 به وجود نیامد اما متوسط اندازه ذرات افزایش یافت. آنالیز uv-vis نمونه های تهیه شده با غلظت های متفاوت نیتروژن نشان داد که بین مقدار جذب در تمام طول موجها و غلظت نیتروژن رابطه مستقیمی برقرار است. فتوکاتالیست تهیه شده در غلظت ها و قدرت شدت نور بالا عملکرد مناسب تری از خود نشان می دهد. شرایط بهینه عملکرد فتوکاتالیست عبارتند از: دمای کلسیناسیون °c 400، 6/10 ph=(ph نرمال محلول) و غلظت محلول گوانیدن کربنات m 5/0 به عنوان منبع نیتروژن. مقدار 5/32 گرم فتوکاتالیست n-tio_2/leca با شرایط ساخت درml 900 محلول ppm 320 با 6/10 ph= و دمای کمتر از 25 درجه سانتیگراد مورد مطالعه و آزمایش قرار گرفته است و نشان داده است که قابلیت حذف مواد آلاینده آمونیاکی توسط کاتالیست مورد نظر بعد از240 دقیقه از زمان شروع واکنش به حدود 70 % می رسد. با توجه به موارد ذکر شده، به نظر می رسد که فتوکاتالیست داپ شده با نیتروژن و تثبیت شده برروی دانه های لیکا و روش تثبیت آن و همچنین فتوراکتور طراحی و معرفی شده، می توانند به عنوان گزینه ای مناسب و کارآمد، در دیگر فرآیندهای فتوکاتالیستی، مورد استفاده قرار گرفته و حتی قابلیت بررسی بیشتر برای توسعه و استفاده در کاربردهای صنعتی را نیز دارا می باشد.