2-6 نانوتكنولوژیدرصنعتآب.. 24

2-7 بررسیروشهایخالصسازیآببابهکارگیریفناورینانو26

2-7-1 نانوپلیمرهایمتخلخل. 27

2-7-2 نانوفیلترها 27

2-7-3 نانوفوتوکاتالیستها 29

2-8 روشهایخالصسازیحلال. 31

2-9 قوانینبنیادیفوتوشیمی. 32

2-9-1 فرآیندهایبرانگیختگیوآسایشمولکولی. 32

2-9-2 برانگیختگیالکترونینیمهرساناها 34

2-9-3 موقعیتلبهباند. 38

2-9-4 فرآیندانتقالالکترونیبررویسطحکاتالیزور 39

2-10 مکانیسمهایمختلفتخریبفوتوکاتالیزوری. 40

2-10-1 اکسیداسیونتوسطرادیکالهایهیدروکسیل. 42

2-10-2 واکنشفوتوشیمیاییKolbe. 44

2-11 نانوموادنیمههادیوخاصیتفوتوکاتالیزوری. 44

2-11-1 اثراتاندازهکوانتومی (QSE)1. 45

2-11-2 اثراتافزایشمساحتسطح. 46

3-1 موادشیمیاییمورداستفاده 47

3-1-1 آلایندهمورداستفاده 47

3-1-2 ترکیباتشیمیایی. 47

3-1-3 فوتوکاتالیزورها 47

3-2 دستگاههایمورداستفاده 48

3-2-1 طیفسنجماوراءبنفشـمرئی (UV-Vis) 48

3-2-2 سانتریفیوژ 48

3-2-3 ترازویدیجیتال. 48

3-2-4 دستگاهآبمقطرگیری. 48

3-2-5 PHمتر 48

3-2-6 راکتورفتوشیمیایی. 48

3-3 نرمافزارمورداستفاده 50

3-3-1 نرمافزارMinitab 15. 50

3-4 سنتزفوتوکاتالیستZnO/C,N,S. 50

3-5 طیفجذبیورسممنحنیاستانداردبرایآلایندهموردبررسی. 51

3-6 آزمایشاتتخریبفوتوکاتالیزوریوبررسیشرایطمختلفواکنش… 51

3-6-1 بررسیاثرنوعکاتالیزور 52

3-6-2 بررسیاثرتابشنورUV.. 52

3-6-3 بررسیاثراکسندههابرواکنشهایفوتوکاتالیزوری. 53

3-6-4 بررسیاثرPH.. 53

3-6-5 بررسیاثراتزمانتابش… 53

3-6-6 بررسیاثرمقدارکاتالیزور 54

3-6-7 بررسیاثرغلظترنگبرتخریبفوتوکاتالیزوری. 54

3-6-8 بررسیاثرسرعتچرخشدورمگنت.. 54

3-6-9 بررسیاثریونهایمعدنی. 55

3-6-10 بررسیهایسینتیکی. 55

3-6-11 بررسیآزمایشهایتخریبفوتوکاتالیزوریبهروشتاگوچی. 55

4-1 طیفXRD،FE-SEM،XPS،EDXجهتاطمینانازحصولسنتزنانوفوتوکاتالیستZnO/C,N,S. 59

4-1-1 XRD.. 59

4-1-2 FE-SEM.. 61

4-1-3 XPS. 61

4-1-4 EDX.. 62

4-2 رسممنحنیاستانداردجهتتعیینغلظتآلاینده 63

4-3 نتایجبررسیآزمایشاتتخریبفوتوکاتالیزوریرنگ.. 64

4-3-1 نتایجبررسیتواناییفوتوکاتالیزوریفوتوکاتالیستهایمختلفدرتخریبآلاینده 65

4-3-2 نتایجبررسیاثرتابشنورUVدرتخریبرنگ.. 66

4-3-3 نتایجبررسیاثرعواملاکسندهبرتخریبفوتوکاتالیزوری. 67

4-3-4 نتایجبررسیاثرPH.. 72

4-3-5 نتایجبررسیاثراتزمانتابش… 74

4-3-6 نتایجبررسیاثرحضورومقدارکاتالیزور 76

4-3-7 نتایجبررسیاثرغلظترنگ.. 78

4-3-8 نتایجبررسیاثرسرعتچرخشدورمگنت.. 80

4-3-9 نتایجبررسیاثریونهایمعدنی. 80

4-3-10 نتایجمطالعاتسینتیکی. 82

4-3-11 نتایجبررسیتخریبفوتوکاتالیزوریرنگرودامینBبااستفادهازروشتاگوچی. 85

5-1 نتایجکلیازآنچهدراینپروژهبررسیشد،بهشرحزیرخلاصهمیگردد: 91

5-2 کارهایتحقیقاتیجنبی. 92

فهرست تصاویر :

شکل ( 1-6) ساختارمعدنیمربوطبه (a) روتیل، (b) آناتاز، © بروکیت.. 8

شکل (1-7) ساختارکریستالیمربوطبه (a) روتیل، (b) آناتاز، © بروکیت.. 8

شکل (1-8) مکانیسمتبادلالکترونیبینالکترونوحفره 9

شکل (1-9) ساختارششگوشهایZnO.. 10

شکل (1-10) مکانیسمفوتوکاتالیزوریباحضورنیمهرسانایZnO.. 15

شکل(2-1) نمودارانرژیجابلونسکی (فرآیندهایبرانگیختگیوآسایش) ]26[ 33

شکل(2-2) تغییرساختارالکترونینیمهرساناباافزایشتعدادساختارهایمونومری (N) ]30[ 34

شکل (2-3) مکانیسمفوتوکاتالیزوریبههمراهحوادثبازگشتبهحالتاولیهدریکنیمههادی]27 و30[ 36

شکل (2-4) انرژیجدایشنواردربعضینیمهرساناهادرمحلولالکترولیتآبی]27[ 38

39

شکل (3-1) شمایدستگاهفوتوشیمیاییبرایانجامواکنشهایفوتوکاتالیزوری. 49

بیناب) 4-1(طیفXRDمربوطبهفوتوکاتالیستZnO/C,N,S. 60

بیناب) 4-2(طیفFE-SEMمربوطبهفوتوکاتالیست ZnO/C,N,S. 61

بیناب) 4-3(طیفXPSمربوطبهفوتوکاتالیستZnO/C,N,S. 62

بیناب) 4-4(طیفEDXمربوطبهفوتوکاتالیستZnO/C,N,S. 63

شکل (4-2) طیفجذبیرنگرودامینBباغلظت mg/L 20درطولموج nm354 و 549. 64

شکل (4-3) منحنیاستانداردجذببرحسبغلظترنگرودامینBدرطولموج nm354 و549. 64

شکل (4-4) بررسیاثرکاتالیستهایمختلفدرتخریبرنگرودامینB. شرایطآزمایش… 66

شکل (4-6) بررسیاثراکسندههایمختلفرویتخریبرنگرودامینB . 68

برتخریبفوتوکاتالیزوریرنگرودامینB، 70

برتخریبفوتوکاتالیزوریرنگرودامینB.. 71

شکل (4-9) بررسیاثرPHرویدرصدتخریبفوتوکاتالیزوریرنگرودامینB.. 73

شکل (4-10) بررسیاثرزمانتابشرویدرصدتخریبرنگرودامینBبدونحضوراکسنده، 75

(شکل4-11) بررسیاثرزمانتابشرویدرصدتخریبرودامینBدرحضوراکسنده، 76

شکل)4-12 (اثرحضورفوتوکاتالیزورZnO/C,N,S (غلظتآلایندهmg/L20) 77

شکل(4-13) اثرمقدارفوتوکاتالیزورZnOرویدرصدتخریبتخریبرنگرودامینBبعداز 330 دقیقهتابش، 78

شکل (4-14) بررسیاثرغلظتآلایندهرویدرصدتخریبرنگرودامینBنسبتبهزمان، 79

شکل (4-15) تأثیرسرعتچرخشمگنترویدرصدتخریبرنگرودامینBبعداز 330 دقیقهتابش، 80

شکل (4-16) تأثیرحضورآنیونهارویدرصدتخریبرنگرودامینBبعداز 330 دقیقهتابش، 81

شکل (4-17) سرعتتخریبشبهدرجهصفرمازZnO/C,N,SدرتخریبرنگرودامینB، 83