حذف فتوكاتاليستي اتيل بنزن از جريان هوا با استفاده از نانوذرات اكسيد روي تثبيت شده بر روي زئوليت طبيعي اصلاح شده

Photocatalytic removal of ethylbenzene from air flow using ZnO nanoparticles immobilized on modified natural zeolite

مقدمه: اتيل بنزن يكي از تركيبات آلي فرار است كه در بسياري صنايع مورد استفاده قرار مي گيرد. با توجه به اثرات سمي اين تركيب حذف آن ضروري به نظر مي رسد. يكي از روش هاي حذف تركيبات آلي از هوا، حذف فتوكاتاليستي است. لذا اين مطالعه با هدف تعيين كارايي حذف فتوكاتاليستي اتيل بنزن از جريان هوا با استفاده از نانوذرات اكسيد روي تثبيت شده بر روي زئوليت طبيعي اصلاح شده صورت گرفت. روش كار: زئوليت طبيعي ابتدا توسط اسيدكلريدريك و سپس با دي فنيل دي كلروسيلان اصلاح شد. سپس نانوذرات ZnO با روش تلقيح مرطوب روي بستر تثبيت شدند. بخار اتيل بنزن با غلظت هاي مختلف 25، 50، 100 و 200ppm با استفاده از سيستم غلظت ساز ديناميك توليد و كارايي حذف فتوكاتاليستي بخار اتيل بنزن با استفاده از نانوذرات اكسيد روي تثبيت شده بر روي زئوليت طبيعي اصلاح شده (MZe: Modified Zeolite) تعيين گرديد. دماي محيط انجام تحقيق در حدود °C 2±25 و رطوبت نسبي متوسط 35 %تنظيم شد. مساحت سطح ويژه و حجم منافذ بستر به روش BET و ساختار سطحي توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي(FESEM) و پراش اشعه ايكس (XRD) تعيين گرديد. يافته ها: نتايج اندازه گيري مساحت سطح ويژه زئوليت، زئوليت طبيعي اصلاح شده و فتوكاتاليست اكسيد روي بر پايه زئوليت به ترتيب 115.775، 139.75 و 132.61 (m2/gr) مي باشد و مساحت سطح ويژه بعد تثبيت نانو ذرات روي كاهش مي يابد. تصاوير FESEM و آناليز XRD تغييرات ساختاري زئوليت طبيعي و تثبيت موفقيت آميز نانو ذرات بر بستر را نشان داد . نتايج فتوكاتاليست نانو اكسيد روي بر بستر زئوليت و تابش UV نشان داد كه با افزايش غلظت اوليه اتيل بنزن، كارايي تجزيه كاهش مي يابد. و بالاترين بازدهي حذف در غلظت ppm 25 مي باشد. نتيجه گيري: نتايج اين مطالعه نشان داد تثبيت نانو ذرات ZnO بر روي زئوليت طبيعي اصلاح شده مي تواند روشي مناسب جهت حذف بخار اتيل بنزن از هوا تحت اشعه UV باشد.

Introduction: Ethylbenzene is a volatile organic compound used in many industries, including oil and gas, oil colored and insecticides. Due to the toxic effects of this chemical substance, control and elimination of this vapor is necessary. Photocatalytic degradation is a possible method to remove organic compounds from air. This study was performed to determine the efficiency of photocatalytic removal of ethylbenzene vapor using ZnO nanoparticles immobilized on modified natural zeolite. Material and Methods: Natural zeolite was first modified with hydrochloric acid and then with diphenyl dichlorosilane. Next, zinc oxide nanoparticles were stabilized on the zeolites. Dynamic air flow and different concentrations of ethyl benzene (25, 50, 100 and 200 ppm) were produced and the removal efficiency of ethylbenzene vapor was investigated using UV/MZe/ZnO. The temperature and relative humidity were set at 25±2°c and 35%. The surface and volume of the pores of the bed were determined by the BET method and surface structure was determined by Scanning Electron Microscope (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD). Results: Evaluations for BET showed the specific surface areas decreased by increasing the amount of ZnO. XRD analysis and SEM images showed that zeolite structure was stabled and nanoparticles was successfully stabilized on Ze. The results showed that the highest removal efficiency (50.8%) by the process of UV/MZe/ZnO at concentration 25 ppm. Conclusion: The result of this study showed that the Ze/ZnO catalyst may be an applicable and hopeful method to removal of ethylbenzene from air flow under UV irradiation