ارزیابی رفتار فتوکاتالیستی پوشش‌های مبتنی بر تیتانات باریم (BaTiO3) فعال تحت نور مرئی ایجاد شده روی زیرلایه تیتانیوم

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: ارزیابی رفتار فتوکاتالیستی پوشش‌های مبتنی بر تیتانات باریم (BaTiO3) فعال تحت نور مرئی ایجاد شده روی زیرلایه تیتانیوم

ارائه دهنده: Provider: ستاره بهادری - مهندسی مواد

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر مینو کرباسی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر محسن شیخی و دکتر حمید اصفهانی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ساعت 14 - 1405/7/20

مکان ارائه: Place of presentation: سالن کنفرانس

چکیده: Abstract: توسعه پوشش‌های فتوکاتالیستی فعال تحت نور مرئی برای حذف آلاینده‌های دارویی مقاوم در پساب‌ها، از موضوعات مهم و کاربردی در حوزه مهندسی سطح و علم مواد محسوب می‌شود. هدف از این پژوهش، طراحی، تولید و ارزیابی رفتار فتوکاتالیستی پوشش‌های تیتانات باریم (BaTiO3) ایجاد شده بر زیرلایه تیتانیوم به روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی (PEO) به‌منظور تخریب آلاینده دارویی تتراسایکلین تحت تابش نور مرئی است. بدین منظور، در گام نخست، تأثیر پارامترهای فرآیندی کلیدی شامل ولتاژ اعمالی (250، 300 و 350 ولت) و غلظت پیش‌ماده هیدروکسید باریم در الکترولیت ( 10، 20 و 30 گرم بر لیتر) بر ویژگی‌های ظاهری، رفتار جریان-ولتاژ، ریزساختار سطحی و ترکیب فازی پوشش‌های تشکیل ‌شده مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها نشان داد تغییر هریک از این پارامترها بر تشکیل فاز BaTiO3، مورفولوژی سطحی پوشش‌ها و رفتار فتوکاتالیستی تأثیر تعیین‌کننده‌ای دارد. پس از مشخصه‌یابی پوشش‌ها، نمونه ایجادشده در 300 ولت با غلظت 20 گرم بر لیتر، علاوه بر تشکیل فاز BaTiO3، رفتار فتوکاتالیستی بهتری نشان داد. در ادامه، به‌منظور بهینه‌سازی شرایط فرآیند فتوکاتالیستی، تأثیر pH محلول بر راندمان تخریب تتراسایکلین با تکیه بر تحلیل بار سطحی پوشش (از طریق تعیین نقطه بار صفر) و بار الکتریکی مولکول آلاینده در pH‌های مختلف مورد تفسیر قرار گرفت. هم‌چنین، تأثیر غلظت اولیه آلاینده بر سینتیک تخریب فتوکاتالیستی بررسی و غلظت مرجع مناسب برای ادامه آزمایش‌ها تعیین شد. به‌منظور شناسایی سازوکار حاکم بر فرآیند فتوکاتالیستی، آزمایش‌های به‌ دام ‌اندازی گونه‌های فعال با استفاده از به‌ دام ‌اندازهای (اسید آسکوربیک، ایزوپروپانول و کلروفرم) انجام شد تا سهم نسبی حفره، رادیکال هیدروکسیل (〖〖HO〗_ ^•〗^ ) و رادیکال سوپراکسید 〖 (O〗_2^(•-))در تخریب تتراسایکلین مشخص گردد. افزون بر این، خصوصیات الکترونی پوشش بهینه با استفاده از آزمون‌های موت-شاتکی و طیف‌سنجی بازتاب نفوذی‌ارزیابی شد تا نوع هدایت نیمه‌رسانا، موقعیت نوارهای انرژی و شکاف انرژی پوشش تعیین گردد. در نهایت، شاخص کارایی فتوکاتالیستی پوشش بهینه با شاخص‌های گزارش ‌شده در مطالعات مشابه مقایسه شد که برتری عملکرد پوشش حاضر را نسبت به سیستم‌های فتوکاتالیستی پودری و دیگر پوشش‌های ایجادشده به روش PEO تأیید کرد. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که پوشش‌های BaTiO3 تولید شده به روش PEO، با بهینه‌ سازی هم ‌زمان پارامترهای فرآیندی و شرایط واکنش، پتانسیل بالایی برای کاربرد در حذف فتوکاتالیستی آلاینده‌های دارویی مقاوم از پساب‌ها تحت نور مرئی را دارند.

فایل: ّFile: دانلود فایل