تولید نانو كامپوزیت TiO2/Fe-ZSM-5 با خصوصیت فتوكاتالیستی تحت نور ماوراء بنفش و مرئی

خلاصه اختراع :

تولید نانو كامپوزیت TiO2/Fe-ZSM-5 با خصوصیت فتوكاتالیستی تحت نور ماوراء بنفش و مرئی Production of TiO2/Fe-ZSM-5 nanocomposite with photocatalytic properties under ultraviolet and visible light نانوكامپوزیت TiO2/Fe-ZSM-5 با سنتز و تثبیت نانوذرات دی اكسید تیتانیوم در ساختار زئولیت Fe-ZSM-5 سنتزی به روش سل-ژل تولید شد. مساحت سطح ویژه و محتوای دی اكسید تیتانیوم نانوكامپوزیت TiO2/Fe-ZSM-5 تولید شده به ترتیب برابر m2g-1 6/304 و 3/29 درصد می باشد. ذرات TiO2 تولید شده دارای ابعاد nm 20 ≥ بوده و به طور یكنواخت با ضخامت حدود nm 25 در سطح زئولیت قرار گرفته اند. با توجه به آنالیزهای انجام شده، نانوكامپوزیت تولید شده قابلیت كاربرد تحت نور ماوراء بنفش و خورشید را دارد. از نانوكامپوزیت تولید شده برای تصفیه فتوكاتالیتیكی پساب واقعی پالایشگاه نفت تحت نور ماوراء بنفش و نور خورشید استفاده شد. نتایج به دست آمده از آزمایش های تصفیه، حذف 80 درصد آلاینده های آلی پساب پالایشگاهی تحت شرایط بهینه با استفاده از g.l-1 1/2 نانوكامپوزیت تولید شده تحت نور ماوراء بنفش بعد از چهار ساعت را نشان داد. نتایج آنالیز GC-MS پساب پالایشگاه نفت قبل و بعد از تصفیه به طور واضحی حذف هیدروكربن های نفتی با وزن مولكولی بالا تحت نور ماوراء بنفش و خورشید را نشان داد. قابلیت بازیابی مكرر و استفاده مجدد از نانوكامپوزیت سنتزی در دورهای متوالی تصفیه پساب پالایشگاه نفت و همچنین قابلیت كاربرد تحت نور خورشید، روش تصفیه فتوكاتالیتیكی با استفاده از نانوكامپوزیت TiO2/Fe-ZSM-5 سنتزی برای این نوع از پساب را از نظر اقتصادی مقرون به صرفه و مناسب نشان می دهد. همچنین مقایسه بین روش جداسازی راحت تر نانوكامپوزیت نوین تولید شده به وسیله ته نشست آن در زمان كوتاه و روش جداسازی نانوذرات دی اكسید تیتانیوم به تنهایی كه نیازمند دستگاه سانتریفیوژ یا فیلتراسیون می باشد، تولید TiO2/Fe-ZSM-5 و استفاده از آن برای تصفیه را به لحاظ صرفه جویی در هزینه در نوع خود قابل توجه می نماید. با توسعه نتایج این تحقیق به تصفیه خانه های پساب پالایشگاهی كه مجهز به سیستم بیولوژیكی هستند می توان با انجام یك پیش تیمار فتوكاتالیتیكی وحذف تركیبات مقاوم به تجزیه زیستی یا تبدیل آنها به تركیبات قابل تجزیه زیستی، راندمان تصفیه را افزایش داد. همچنین با توجه به انتخاب پذیری كم فرایند، زمانیكه تصفیه پسابی حاوی تركیبات آلی متفاوت مانند پساب پالایشگاه نفت مدنظر باشد، سیستم حذف فتوكاتالیتیكی می تواند جایگزین مناسبی برای سیستم بیولوژیكی باشد. بنابراین، تولید فتوكاتالیست نوین با كارایی بالا منجر به توسعه موادی جدید برای احیاء محیط زیست گردید. زمانیكه كارایی این نوع سیستم تصفیه فتوكاتالیتیكی پساب با استفاده از فتوكاتالیست سنتزی به عنوان سیستم جایگزین یا كمكی سیستم تصفیه بیولوژیكی با زمان ماند حداقل 18 ساعت برای حذف 77 درصدی COD، مقایسه می گردد، از نظر صنعتی قابل توجه می شود. تصفیه پساب پالایشگاهی با استفاده از فتوكاتالیست سنتزی در این تحقیق از نظر اقتصادی قابل توجه بوده و می-تواند به عنوان واحد تصفیه كارآ برای تصفیه پساب پالایشگاه نفت مورد توجه قرار گیرد.