شماره ركورد
26228
شماره راهنما
CHE3 275
عنوان
سنتز نانوذرات اكسيدفلزي دوستدار محيط زيست و كاربرد آنها براي حذف آلايندههاي آلي
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
شيمي-شيمي آلي
دانشكده
شيمي
تاريخ دفاع
1405/04/27
صفحه شمار
99 ص.
استاد راهنما
حسن زالي بوئيني
لينك پروفايل استاد راهنما
كليدواژه فارسي
سنتز سبز , تخريب تتراسايكلين , تخريب سيپروفلوكساسين , نانوكامپوزيت , فعاليت فوتوكاتاليست
چكيده فارسي
در اين پژوهش، براي سنتز نانوكامپوزيتها از يك روش كارآمد و منطبق با اصول شيمي سبز استفاده شد. در بخش نخست، نانوكامپوزيت CoAl2O4@ZnO با استفاده از روش سل–ژل سبز و صمغ بادام كوهي بهعنوان عامل زيستي سنتز شد. ساختار بلوري، ويژگيهاي سطحي، مورفولوژي و خواص نوري نانوكامپوزيت با استفاده از XRD، BET، FESEM، TEM،EDX و UV–Vis DRS بررسي شد. نتايج XRD تشكيل فاز اسپينلي مكعبي CoAl2O4 و فاز هگزاگونال ZnO را تأييد كرد. نانوكامپوزيت داراي مساحت سطح ويژه 40 مترمربع بر گرم و انرژي شكاف نواري 3 الكترونولت بود. ارزيابي عملكرد فوتوكاتاليستي نشان داد كه CoAl2O4@ZnO تحت تابش نور مرئي، طي 45 دقيقه 93 درصد از تتراسايكلين را حذف ميكند. نتايج آزمون بهداماندازي گونههاي فعال، نقش غالب راديكالهاي هيدروكسيل را در فرآيند تخريب فوتوكاتاليستي نشان داد. همچنين، شناسايي محصولات حدواسط با استفاده از LC–MS، تشكيل تركيبات واسطه در مسير تخريب تتراسايكلين را تأييد كرد. نانوكامپوزيت پس از پنج چرخه متوالي، تنها 3 درصد كاهش در فعاليت فوتوكاتاليستي نشان داد كه بيانگر پايداري و قابليت بازيافت مناسب آن است.
در بخش دوم، نانوكامپوزيت CoAl2O4@CdO با استفاده از روش سل–ژل سبز و صمغ بادام كوهي بهعنوان تثبيتكننده طبيعي سنتز و از نظر ساختاري، مورفولوژيكي، سطحي و نوري مشخصهيابي شد. نتايج نشان داد كه نانوكامپوزيت حاصل از نانوذرات كروي با اندازه متوسط حدود 30 تا 35 نانومتر، مساحت سطح ويژه 32 مترمربع بر گرم و انرژي شكاف نواري 75/1 الكترونولت برخوردار است. عملكرد فوتوكاتاليستي نانوكامپوزيت در تخريب سيپروفلوكساسين تحت تابش نور مرئي ارزيابي شد و 91 درصد حذف آلاينده طي 45 دقيقه حاصل گرديد. نتايج آزمون بهداماندازي گونههاي فعال، نقش غالب راديكالهاي هيدروكسيل را در فرآيند تخريب تأييد كرد. همچنين، نانوكامپوزيت طي پنج چرخه متوالي از پايداري فوتوكاتاليستي مناسبي برخوردار بود. عملكرد مطلوب فوتوكاتاليستي به اثر همافزايي ميان CoAl2O4 و CdO، بهبود بهرهبرداري از تابش مرئي و كاهش بازتركيبي حاملهاي بار نسبت داده شد.
كليدواژه لاتين
Green synthesis , Tetracycline degradation , Ciprofloxacin degradation , Nanocomposite , Photocatalytic activity
عنوان لاتين
Synthesis of Ecofriendly Metal Oxide Nanoparticles and Their Applications for Removal of Organic Pollutants
گروه آموزشي
شيمي آلي و پليمر
چكيده لاتين
This study employed efficient and environmentally friendly approaches consistent with the principles of green chemistry for the synthesis of CoAl2O4-based nanocomposites. In the first part, the CoAl2O4@ZnO nanocomposite was synthesized via a green sol–gel method using almond gum as a biological agent. The crystal structure, surface characteristics, morphology, and optical properties of the synthesized nanocomposite were investigated using XRD, BET, FESEM, TEM, EDX, and UV–Vis DRS techniques. The XRD results confirmed the formation of cubic spinel CoAl2O4 and hexagonal ZnO phases. The nanocomposite exhibited a specific surface area of 40 m² g-¹ and a band-gap energy of 3.0 eV. Its photocatalytic performance was evaluated for the degradation of tetracycline under visible-light irradiation, and 93% degradation was achieved within 45 min. Reactive species scavenging experiments demonstrated the predominant contribution of hydroxyl radicals (•OH) to the photocatalytic degradation process. Furthermore, LC–MS analysis confirmed the formation of intermediate compounds along the tetracycline degradation pathway. The nanocomposite maintained its photocatalytic performance over five consecutive cycles, with only a 3% decrease in activity, demonstrating its good stability and reusability.
In the second part, the CoAl2O4@CdO nanocomposite was synthesized via a green sol–gel method using almond gum as a natural stabilizing agent. The synthesized nanocomposite was characterized in terms of its structural, morphological, surface, and optical properties. The results indicated that the nanocomposite consisted of spherical nanoparticles with an average size of approximately 30–35 nm, a specific surface area of 32 m² g-¹, and a band-gap energy of 1.75 eV. Its photocatalytic activity was evaluated for the degradation of ciprofloxacin under visible-light irradiation, achieving 91% degradation within 45 min. Reactive species scavenging experiments confirmed the predominant role of hydroxyl radicals (•OH) in the degradation process. The nanocomposite also exhibited good photocatalytic stability over five consecutive cycles. The enhanced photocatalytic performance was attributed to the synergistic interaction between CoAl2O4 and CdO, improved utilization of visible-light irradiation, and suppressed charge-carrier recombination.
تعداد فصل ها
3
استاد راهنماي خارج از دانشگاه
سعيد تقوي فردود
فهرست مطالب pdf
171770
نويسنده