حذف فتوكاتاليستي استايرن از هوا با استفاده از نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم تثبيت شده برروي زئوليت طبيعي اصلاح شده و پرتو گاما

Photocatalytic Removal of Styrene from Air Using Titanium Dioxide Nanoparticles Stabilized on Modified Natural Zeolite and Gamma Radiation

زمينه و هدف: هدف از اين تحقيق بررسي مقايسه اي راندمان حذف استايرين با استفاده از زئوليت طبيعي سمنان و زئوليت طبيعي اصلاح شده پوشش نانو ذرات TiO2 به عنوان عامل كاتاليستي مي باشد. روش‌ها: از زئوليت طبيعي به قطر 1 تا 2 ميلي متر استفاده شد. اصلاح زئوليت طبيعي با اسيد كلريدريك يك نرمال انجام گرفت. سطح و حجم منافذ بستر با روش BET تعيين شد. ساختار سطحي توسط ميكروسكوپ الكتروني مشخص گرديد. جريان هواي مداوم و استايرن با غلظت 100 الي 450 ppm از بستر زئوليت با پوشش فتوكاتاليست دي اكسيد تيتانيوم با تابش اشعه گاما از سيستم عبور داده شد و باعث حذف بخارات استايرن گرديد. دماي محيط انجام تحقيق در حدود 25 درجه سانتي گراد و رطوبت نسبي متوسط 33% تنظيم شده بود. يافته‌ها: نتايج اندازه گيري سطح زئوليت باBET افزايش سطح زئوليت را نشان داد. عكس هاي SEM نشان مي دهد نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم بر روي زئوليت تثبيت شده است. آناليز سطح با XRFو XRD مشخص كرد كه ساختار زئوليت پس از اصلاح توسط اسيد كلرئيد ريك هنوز پابر جااست و دي اكسيد تيتانيوم 5/1 درصد در بلورهاي زئوليت افزايش يافت. بيشترين راندمان حذف (95%) مربوط به زئوليت اصلاح شده با عبور استايرن با غلظت 100 تا 450ppm از دو بستر زئوليت طبيعي و اصلاح شده بود. نتيجه‌گيري: افزايش سطح ميتواند باعث افزايش حذف استايرين شود و اشعه گاما توانايي فعال كردن فتوكاتاليست را دارد. زئوليت طبيعي اصلاح شده با اسيد و پوشش TIO2 بستر ميتواند ميزان حذف استايرين را افزايش دهد.

Background and Aim: The aim of this study is to compare the efficiency of styrene removal with using of Iranian natural zeolite and modified natural zeolite by coating TiO2 nanoparticles as a catalyst. Methods: Natural zeolite with a diameter of 1 to 2 mm was used. Natural zeolite was modified with 1 normal chloridric acid. The surface and volume of the pores of the bed were determined by the BET method. Surface structure was determined by electron microscopy. Continuous air flow and styrene with a concentration of 100 to 450 ppm was passed from a zeolite bed coated with titanium dioxide photocatalytic by gamma radiation and removed styrene vapors. The setting temperature was about 25 °c and relative humidity was 33%. Results: The results of measuring the level of zeolite with BET showed an increase in zeolite levels. SEM images show that titanium dioxide nanoparticles have been stabilized on zeolite. The surface analysis with XRF and XRD determined that the structure of zeolite after fixation by chloride acid is still fixed and 1.5% titanium dioxide is increased in zeolite crystals. The highest removal efficiency (95%) was related to modified zeolite by passing styrene at a concentration of 100 to 450 ppm from both natural and modified zeolite bed. Conclusion: Increasing levels can increase the removal of styrene and gamma rays can activate photocatalyst. Acid-modified zeolite and TIO2 coating can increase the amount of styrene removal.