مشخصات

عنوان: سنتز نانوذرات سولفید روی خالص و آلاییده شده با یونهای فلزات واسطه به منظور حذف ترکیبات غیرقابل تجزیه بیولوژیکی پساب پالایشگاهی

گروه تخصصی:  فنی و مهندسی

سازمان مجری:  واحد استان کرمانشاه 

گروه پژوهشی: شیمی

پژوهشگران: 
تاریخ خاتمه:  فروردین 1395

کارفرما: 

خروجی طرح: 
 
تلفن: 4-7294902-0831

نشانی سازمان مجری: کرمانشاه، بالاتر از میدان آیت اله کاشانی، خیابان شهید اشرفی اصفهانی، نبش خیابان شورا، صندوق پستی: 45
 

چکیده:

در این تحقیق، نقاط کوانتومی سولفید روی خالص و آلائیده شده با یون های فلزی واسطه مختلف در محیط آبی و در حضور عوامل مهارکننده های مختلف شامل: 2- مرکاپتواتانول، تیواوره و-L سیستین در دمای اتقا و بدون استفاده از هر گونه حلال آلی تهیه شد. تاثیر حضور یون های فلزی واسطه شامل (Fe3+، Mn2+،Ni2+ (Co2+ و به عنوان آلائیده کننده در درصدهای وزنی (1، 3، 4 و %7) و همچنین اثر عامل مهار کننده بر خصوصیات رنگی، ویژگی های طیف نوری، و ساختاری سولفید روی مطالعه گردید. اندازه نقاط کوانتومی با روش میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) بررسی شد. آنالیز TEM میانگین اندازه ذرات را در محدود 3-0.5 نانومتر تخمین زد. آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، وجود سه پیک مجزا را در موقعیت (1 1 1)، (0 2 2) و (1 1 3) و وجود ساختار کریستالی مکعب مربوط به نانوذرات سولفید روی خالص و آلائیده شده را نشان می دهد. علاوه بر این بررسی های اسپکتروفتومتری UV-Vis نقاط کوانتومی سولفید روی خالص و آلائیده شده یک باند پهن جذبی UV در محدوده (270-310 نانومتر) نشان داد.
در ادامه برای مطالعه ویژگی فوتوکاتالیستی نقاط کوانتومی سولفید روی خالص تهیه شده در حضور مهارکننده های 2- مرکاپتواتانول، تیواوره و -L سیستین، سه رنگ آلاینده به عنوان مولکول الگو به کار گرفته شد. تخریب نوری رنگ آنیونی تیمول بلو (TB) و رنگ های کاتیونی شامل متیل ویولت (MV) و کریستال ویولت (CV) تحت تابش لامپ UV با استفاده از نقاط کوانتومی خالص و آلائیده شده به طور مقایسه ای مطالعه گردید. تاثیر پارامترهای عملی شامل مقدار و نوع نانوفوتوکاتالیست، زمان تابش،pH نمونه ها و اثر الکترولیت بر بازده رنگ زدایی رنگ های آلی بررسی گردید. بررسی استفاده مجدد از نانوذرات نشان داد که می توان حداقل چهار مرتبه از آن ها در فرآیند تخریب رنگ نوری استفاده کرد. در نهایت، سینتیک و مکانیسم تخریب نوری رنگ ها مطالعه و بحث گردید.



کلیدواژگان: نقاط کوانتومی، نانوفوتوکاتالیست های آلائیده شده، تاثیر عامل مهارکننده، رنگ زدایی نوری، تابش ماوراء بنفش

 
 
Title: Synthesis, Characterization and Application of Doped Quantum Dots as Novel Nanophotocatalysts for the Removal non-biodegradable of refinery wastewater

Abstract:

In this research, Zinc sulfide quantum dots a pure and doped with different transition metal ions were synthesized in a aqueous medium, in the presence of various capping agent such as 2-mercaptoethanol, L-cysteine and thiourea, at room temperature, without using organic solvents. The effect of the presence of transition metal ions such as Fe3+, Mn2+, Ni2+ and Co2+ as dopant with various mol fraction, as well as effect of capping agent type on the colour optical and structural properties of the QDs were studied. The particle size of the prepared QDs was investigated by transmission electron microscopy (TEM). According to TEM results, the average size of the prepared QDs was calculated to be in the range of 0.5-3.0 nm. There distinguish X-ray diffraction (XRD) peak in the place of (1 1 1), (2 2 0) and (1 1 3) indicate the cubic crystals of pure and doped zinc sulfide nanoparticles. In addition, confirm the study of optical properties of the pure and doped zinc sulfide quantum dots have also been performed by using UV-Vis spectrophotometry, show a broad absorption spectrum in the wavelength range of 270-310 nm.
In addition, three pollutant dyes were chosen ad model molecule of investigated the photocatalytic activies of the QDs prepared in the presence of 2-mercaptoethanol, thiourea and L-cysteine capping agent. Comparative photodecolorization of thymol blue (as an anionic dye), methyl violet and crystal violet (as cationic dyes) was studied under UV irradiation light, in the presence of QDs. The influence of the operational parameters including the amount and type of nanophotocatalytic, exposure time, pH of samples and electrolyte concentration on the decolorization efficiency of organic dye was investigated and optimized. Repeated use of the nanoparticles shows that the prepared QDs can be used at least four times for the photodecolorization of dyes. Also, kinetic of the reaction and the possible mechanism were studied.



Keyword(s): Quantum Dots, Doped nanophotocatalytic, Capping agent effect, Photodecolorization, UV-Irradiation.