بهينه‌سازي تثبيت نانوذرات تيتانيا بر سطح زئوليت طبيعي سمنان به روش سونوشيمي: تخريب كاتاليزوري نوري رنگ

در اين پژوهش، نانوكاتاليزگر هاي نوري تيتانيا بر پايه زئوليت طبيعي كلينوپتيلوليت سمنان (TiO2/CP) با تثبيت نانوذرات TiO2 بر سطح زئوليت با روش سونوشيمي سنتز و عملكرد كاتاليزوري اين نمونه براي تخريب رنگ متيلن آبي بررسي شد. مهم‌ترين عوامل موثر در طراحي نانوكاتاليزگر هاي نوري، مقدار زئوليت، مقدار تيتانيوم بوتوكسيد به عنوان پيش ماده تيتانيا و زمان تابش امواج فراصوت با استفاده از يك روش سطح پاسخ بهينه شدند. بيشترين بازده تخريب متيلن آبي با استفاده از نمونه سنتزي در شرايط 0.33 گرم كلينوپتيلوليت، 0.5 ميلي گرم تيتانيوم بوتوكسيد و 22 دقيقه زمان تابش فراصوت بدست آمد. نمونه هاي سنتز شده توسط فنون پراش پرتو ايكس(XRD) ، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف سنجي پاشنده انرژي پرتو ايكس (EDX)، طيف سنجي فروسرخ تبديل فوريه (FT-IR) و طيف سنجي فرابنفش - مرئي بازتاب انتشاري (UV-Vis DRS) مشخصه يابي شدند. متوسط اندازه بلورك نمونه بهينه سنتزي TiO2/CPopt حدود 64 نانومتر محاسبه شد.  نتايج EDX و FTIR سنتز موفقيت‌آميز نانوكاتاليزگر نوري TiO2/CP را تأييد كرد. نتايج مشخصه يابي SEM و XRD نشان داد كه نانوذرات TiO2 با اندازه در حدود 80-65 نانومتر و در دو فاز بلوري روتيل و آناتاز به طور يكنواخت بر روي كلينوپتيلوليت توزيع شده است. باند گپ كاتاليزگر نوري TiO2/CPopt، eV3.9 تعيين شد. با استفاده از نمونه بهينه سنتزي TiO2/CPopt (g/L 0.3)، راندمان تخريب متيلن آبي (ppm 30) توسط كاتاليزگر نوري با تابش دو لامپ مولد نور فرابنفش (6 وات) در مدت زمان 60 دقيقه برابر با 50 درصد حاصل شد. سينتيك تخريب متيلن آبي با TiO2/CPopt از نظريه شبه درجه اول (ثابت ظاهري min-1 0.0069 ) پيروي مي كند. نتايج آزمون پايداري با استفاده از بهترين نمونه سنتزي حاكي از پايداري مناسب آن در سه چرخه متوالي بود.