دانلود پایان نامه:ساخت و مشخصه‌یابی فوتوکاتالیست‌های پایه نانوتیتانیا برای گوگردزدایی ترکیب مقاوم گوگردی دی‌بنزوتیوفن

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :شیمی

گرایش : شیمی کاربردی

عنوان : ساخت و مشخصه‌یابی فوتوکاتالیست‌های پایه نانوتیتانیا برای گوگردزدایی ترکیب مقاوم گوگردی دی‌بنزوتیوفن

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد علوم دارویی

دانشکده شیمی دارویی،گروه شیمی

 

پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد ((M.Sc))

      گرایش : شیمی کاربردی

 

عنوان :

ساخت و مشخصه‌یابی فوتوکاتالیست‌های پایه نانوتیتانیا برای گوگردزدایی ترکیب مقاوم گوگردی دی‌بنزوتیوفن

استاد راهنما :

جناب آقای دکتر رضا فضایلی

استاد مشاور :

سرکار خانم دکتر انسیه قاسمی

 

سال تحصیلی 93-1392

 

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                 صفحهخلاصه فارسی................................................................................................................................................................1   فصل اول: کلیات1-1. نانو ..........................................................................................................................................................................41-1-1. علم نانو.............................................................................................................................................................41-1-2. فناوری نانو.......................................................................................................................................................41-2. مواد نانو ساختار...................................................................................................................................................51-3. کاتالیزور.................................................................................................................................................................51-3-1. نقش کاتالیست‌های نانو ساختار در حذف آلاینده‌های زیست محیطی...............................................61-4. فرآیند سل-ژل در سنتز نانو فوتوکاتالیست‌ها.................................................................................................61-5. تجزیه فوتوکاتالیستی............................................................................................................................................71-6. نیمه هادی‌ها...........................................................................................................................................................71-7. فوتوکاتالیست.........................................................................................................................................................91-8. تیتانیوم دی اکسید.............................................................................................................................................101-9. فوتوکاتالیزور TiO2 در مقیاس نانو..................................................................................................................101-10. مکانیسم تخریب فوتوکاتالیستی تیتانیوم دی اکسید...............................................................................111-11. بهبود کارایی و واکنش پذیری تیتانیوم دی اکسید...................................................................................141-12. فوتوکاتالیز...........................................................................................................................................................171-13. انواع کاتالیزورهای نیمه رسانا (فوتوکاتالیزور).............................................................................................171-14. روش‌های مشخصه‌یابی نانوذرات....................................................................................................................181-14-1. آنالیز میکروسکوپ الکترونی.....................................................................................................................181-14-2. آنالیز ساختاری............................................................................................................................................201-14-3. آنالیز مورفولوژی..........................................................................................................................................211-15. تاریخچه پیدایش زئولیت‌ها............................................................................................................................221-16. ساختمان زئولیت‌ها..........................................................................................................................................221-17. تخلخل زئولیت‌ها..............................................................................................................................................241-18. ویژگی و موارد استفاده از زئولیت‌ها.............................................................................................................241-19. خواص زئولیت‌ها...............................................................................................................................................251-20. انواع زئولیت‌ها...................................................................................................................................................251-20-1. زئولیت‌های طبیعی.....................................................................................................................................251-20-2. زئولیت‌های سنتزی.....................................................................................................................................261-21. پارامترهای مؤثر بر سنتز زئولیت..................................................................................................................261-22. سنتز نانو بلورهای زئولیت...............................................................................................................................281-22-1. سنتز نانو بلورهای زئولیت با استفاده از ژل و محلول شفاف..............................................................281-22-2. سنتز نانو بلورهای زئولیت در فضای بسته.............................................................................................291-23. راکتورهای شیمایی..........................................................................................................................................291-24. راکتورهای ناپیوسته (Batch)........................................................................................................................301-25. فوتوراکتور...........................................................................................................................................................311-25-1. انواع راکتورهای فوتوکاتالیستی................................................................................................................311-25-2. راکتورهایTiO2 Slurry ...........................................................................................................................321-25-3. راکتورهای فوتوکاتالیستی Immobilized با TiO2 تثبیت شده.......................................................331-26. مختصری در مورد گوگرد، خواص آن..........................................................................................................331-27. مضرات گوگرد و دلایل حذف آن.................................................................................................................341-28. گوگرد در سوخت های گازوئیلی...................................................................................................................351-29. گوگرد در سوخت بنزین.................................................................................................................................351-30. اهمیت گوگردزدایی.........................................................................................................................................361-31. بررسی نقش واکنش‌های حرارتی و کاتالیستی در فرآیند گوگردزدایی................................................381-32. دلایل مطرح شدن روش‌های فوتوکاتالیستی اکسیداسیونی گوگردزدایی............................................391-33. هدف از اجرای این تحقیق.............................................................................................................................40    فصل دوم: مروری بر متون گذشته2-1. مقدمه.....................................................................................................................................................................422-2. اثر میزان گوگرد موجود در سوخت‌های مصرفی بر تشکیل ترکیبات آلاینده........................................432-3. قوانین جهانی برای میزان گوگرد مجاز سوخت‌های تولیدی پالایشگاه‌ها...............................................452-4. استانداردها و میزان گوگرد سوخت‌های تولیدی پالایشگاه‌های ایران.....................................................462-5. توزیع ترکیبات گوگردی در سوخت‌های تولیدی پالایشگاه‌ها..................................................................462-6. روش‌های مختلف گوگردزدایی.........................................................................................................................472-7. گوگردزدایی با استفاده از هیدرژن (HDS)...................................................................................................482-7-1. واکنش‌پذیری ترکیبات گوگردی در HDS..............................................................................................492-8. گوگردزدایی بدون استفاده از هیدرژن............................................................................................................502-9. گوگردزدایی فوتوکاتالیستی..............................................................................................................................50    فصل سوم: مواد و روش‌ها3-1. دستگاه‌ها و وسایل مورد استفاده در آزمایشگاه.............................................................................................593-2. مواد شیمیایی مورد استفاده در آزمایشگاه......................................................................................................603-3. روش انجام آزمایشات...........................................................................................................................................623-3-1. نانو فوتوکاتالیست‌های مورد استفاده...........................................................................................................623-3-2. آماده‌سازی پایه : سنتز نانوزئولیت فوجاسیت NaX................................................................................643-3-3. روش‌های سنتز و مشخصه‌یابی نانوفوتوکاتالیست‌ها.................................................................................653-4. تعیین Band-gap..................................................................................................................................................993-5. فرآیندهای فوتوکاتالیستی..................................................................................................................................1003-6. خوراک مورد استفاده...........................................................................................................................................1003-7. فوتوراکتور طراحی شده......................................................................................................................................1013-8. آنالیز خوراک و محصولات..................................................................................................................................1033-9. کالیبراسیون دستگاه کروماتوگرافی گازی.......................................................................................................1053-9-1. رسم منحنی کالیبراسیون.............................................................................................................................1053-10. روش انجام تست‌های گوگردزدایی فوتوکاتالیستی.....................................................................................1083-11. مطالعه‌ی ایزوترمیک فرآیند............................................................................................................................1093-12. مطالعه‌ی سینتیک فرآیند...............................................................................................................................1373-13. بررسی عملکرد فوتوکاتالیست Pcat(29) درگوگردزدایی نمونه‌ی واقعی..............................................140   فصل چهارم: نتایج4-1. سنتز و مشخصه‌یابی نانوزئولیت فوجاسیت NaX .........................................................................................1434-1-1. تأثیر پارامترهای مختلف در سنتز زئولیت NaX .....................................................................................1434-1-2. تفسیر نتایج آنالیزهای مشخصه‌یابی نانوزئولیت فوجاسیت NaX.........................................................1454-2. تفسیر و تجزیه، تحلیل نتایج آنالیزهای مشخصه‌یابی نانوفوتوکاتالیست‌ها..............................................1484-2-1. تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat(1).......................................................................1484-2-2. تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat(2)......................................................................1494-2-3. تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat(3)......................................................................1504-2-4. تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat(5)......................................................................1524-2-5. تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat(12)...................................................................1534-2-6. تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat(14)...................................................................1544-2-7. تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat(16)...................................................................1554-2-8. تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat(19)...................................................................1574-2-9. تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat(23)...................................................................1594-2-10. تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat(24)................................................................1614-2-11. تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat(25).................................................................1624-2-12. تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat(26).................................................................1634-2-13. تفسیر نتایج مشخصه‌یابی برای  فوتوکاتالیست Pcat(29).................................................................1664-3. تفسیر نتایج حاصل از اندازه‌گیری Band-gap.............................................................................................1724-4. درصد تبدیل.....................................................................................................................................1734-5. بررسی تاثیر پارامترهای مؤثر در بازده فرآیند گوگردزدایی اکسایشی فوتوکاتالیستی........................1734-6. تفسیر نتایج سایرآزمایشات فوتوراکتوری گوگردزدایی...............................................................................1884-6-1. نتایج حاصل از آزمایشات گوگردزدایی با فوتوکاتالیست‌های گروه (الف)..........................................1884-6-2. نتایج حاصل از آزمایشات گوگردزدایی با فوتوکاتالیست‌های گروه (ج).............................................1914-6-3. مقایسه‌ی میان کل فوتوکاتالیست‌های Loading در گوگردزدایی.....................................................1934-6-4. نتایج حاصل از آزمایشات گوگردزدایی با فوتوکاتالیست‌های گروه (د)..............................................1934-6-5. نتایج حاصل از آزمایشات گوگردزدایی با فوتوکاتالیست‌های گروه (ه)..............................................1954-6-6. نتایج حاصل از آزمایشات گوگردزدایی با فوتوکاتالیست‌های گروه (ت)............................................1994-7. تعیین نوع فرآیند به کار گرفته شده در این تحقیق جهت گوگردزدایی...............................................2034-8. محاسبه‌ی ممان دوقطبی به روش تئوری شیمی کوانتومی.....................................................................2044-9. آنالیز خوراک و محصولات...............................................................................................................................2054-9-1. چگونگی تفسیر نتایج کمی به دست آمده از دستگاه GC-MS........................................................2054-9-2. چگونگی تفسیر نتایج کیفی حاصل از آنالیز GC-MS.........................................................................2064-10. مطالعات سینتیکی واکنش...........................................................................................................................2104-10-1. بررسی تطابق با مدل‌های سینتیکی.....................................................................................................2144-11. تفسیر نتایج آزمایش‌های گوگردزدایی نمونه واقعی گازوئیل...............................................................214   فصل پنجم: بحث و پیشنهادات5-1. نتیجه‌گیری.......................................................................................................................................................2185-2. پیشنهادات.........................................................................................................................................................221منابع............................................................................................................................................................................222خلاصه انگلیسی.........................................................................................................................................................233ضمایم..........................................................................................................................................................................235فهرست جداولعنوان                                                                                                                                 صفحهجدول 1-1. انرژی فاصلۀ نواری مورد نیاز برای برانگیختگی نیمه هادی‌ها....................................................9جدول 2-1. ساختار مولکولی ترکیبات گوگردی و مکانیسم گوگردزدایی آن‌ها...........................................49جدول 3-1. مشخصات اکسیدانت H2O2..............................................................................................................60جدول 3-2. مشخصات نانوفوتوکاتالیستTiO2 (P25)  مورد استفاده در آزمایش.......................................61جدول 3-3. لیست فوتوکاتالیست‌های سنتز شده جهت گوگردزدایی ترکیبات نفتی.............................................63جدول 3-4. نتایج آنالیز XRF برای فوتوکاتالیست‌های سنتز شده گروه (الف)............................................68جدول 3-5. نتایج آنالیز XRF برای فوتوکاتالیست‌های سنتز شده گروه (د)...............................................77جدول 3-6. خواص فیزیکی- شیمیایی اجزای خوراک مورد استفاده............................................................101جدول 3-7. نتایج اندازه‌گیری گوگرد کل، با دستگاه Total Sulfur X-ray Analyzer...........................141جدول 4-1. شرایط سنتز برای نمونه‌های مختلف نانوزئولیت NaX..............................................................143جدول 4-2. نتایج به دست آمده از آنالیز BET/BJH.......................................................................................169جدول 4-3. مقایسه‌ی نتایج حاصل از تغییر جرم کاتالیست در میزان راندمان..........................................174جدول 4-4. تاثیر درصدهای وزنی مختلف دوپه شده در میزان راندمان......................................................176جدول 4-5. مقایسه نتایج حاصل از تغییر مقدار اکسیدانت کمکی در میزان راندمان..............................178جدول 4-6. مقایسه نتایج حاصل از تغییر مدت زمان تابش‌دهی در میزان راندمان..................................180جدول 4-7. مقایسه نتایج حاصل از نوع تابش نور در میزان راندمان............................................................182جدول 4-8. مقایسه‌ی نتایج تغییر بازده با افزایش 10 برابری حجم خوراک اولیه....................................184جدول 4-9. مقایسه‌ی نتایج تغییر بازده با افزایش دو برابری حجم خوراک اولیه......................................185جدول 4-10. لیست فوتوکاتالیست‌های سنتز شده با راندمان تخریب بالا...................................................187جدول 4-11. مقایسه کارایی فوتوکاتالیست‌های گروه "الف" در گوگردزدایی............................................189جدول 4-12. ارتباط میان میزان TiO2(P25) بارگذاری شده با درصد کاهش DBT..............................190جدول 4-13. مقایسه کارایی فوتوکاتالیست‌های گروه "ج" در گوگردزدایی..............................................192جدول 4-14. مقایسه کارایی فوتوکاتالیست‌های گروه "د" در گوگردزدایی...............................................194جدول 4-15. ارتباط میان میزان TiO2(P25) دوپه شده با درصد کاهش DBT......................................195جدول 4-16. مقایسه کارایی فوتوکاتالیست‌های بخش (ه- I) در گوگردزدایی..........................................196جدول 4-17. مقایسه کارایی فوتوکاتالیست‌های بخش (ه- II) در گوگردزدایی........................................198جدول 4-18. مقایسه کارایی فوتوکاتالیست‌های گروه "ت" در گوگردزدایی..............................................199جدول 4-19. راندمان گوگردزدایی در نتیجه‌ی فرآیند جذب سطحی در زئولیت.....................................203جدول 4-20. نتایج آزمایش‌های سینتیکی با کاتالیست (  Ni(%8)/TiO2/zeolite NaX)....................210جدول 4-21. نتایج نمودارهای مربوط به معادلات سینتیکی.........................................................................213جدول 4-22. ثابت‌های مدل سینتیکی لاگرگرن...............................................................................................213جدول 4-23. ثابت‌های ‌مدل سینتیکی الوویچ...................................................................................................213جدول 4-24. ثابت‌های مدل سینتیکی بلانچارد...............................................................................................214جدول 4-25. نتایج راندمان گوگردزدایی روی نمونه واقعی گازوئیل............................................................215فهرست نمودارهاعنوان                                                                                                                                 صفحهنمودار 4-1. حلقه هیسترسیس تجربی................................................................................................................170نمودار 4-2. نمودار حجم حفره بر حسب قطر حفره.........................................................................................171نمودار 4-3. منحنی روند تغییر بازده با تغییر مقدار جرم کاتالیست.............................................................174نمودار 4-4. روند تغییر بازده با تغییر میزان دوپانت.........................................................................................176نمودار 4-5. مقایسه‌ی میزان راندمان در نتیجه‌ی مقادیر متفاوت دوپانت...................................................177نمودار 4-6. منحنی روند تغییر بازده با تغییر مقدار اکسیدانت H2O2..........................................................178نمودار 4-7. مقایسه‌ی میزان راندمان در نتیجه‌ی تغییر مقدار اکسیدانت H2O2.......................................178نمودار 4-8. مقایسه‌ی میزان راندمان در نتیجه تغییر مدت زمان تابش‌دهی..............................................180نمودار 4-9. مقایسه‌ی میزان راندمان در نتیجه تغییر نوع تابش نور.............................................................182نمودار 4-10. مقایسه‌ی میزان راندمان در نتیجه افزایش حجم خوراک اولیه.............................................184نمودار 4-11. مقایسه‌ی‌ میزان راندمان بین فوتوکاتالیست‌های گروه (الف).................................................189نمودار 4-12. روند تغییر بازده با تغییر میزان TiO2(P25) در فوتوکاتالیست‌های (الف)..........................191نمودار 4-13. مقایسه میزان راندمان بین فوتوکاتالیست‌های گروه (ج)........................................................192نمودار 4-14. مقایسه میزان راندمان بین کل فوتوکاتالیست‌های Loading...............................................193نمودار 4-15. مقایسه میزان راندمان بین فوتوکاتالیست‌های گروه (د).........................................................194نمودار 4-16. روند تغییر بازده با تغییر میزان TiO2(P25) در فوتوکاتالیست‌های (د)..............................195نمودار 4-17. مقایسه میزان راندمان بین فوتوکاتالیست‌های گروه "ه"........................................................199نمودار 4-18. مقایسه میزان راندمان بین فوتوکاتالیست‌های گروه (ت)......................................................200نمودار 4-19. مقایسه میزان راندمان با کاتالیست‌های  Dopping دو و سه جزئی....................................201نمودار 4-20. مقایسه میزان راندمان گوگردزدایی اکسایشی، میان کل فوتوکاتالیست‌‌ها..........................202نمودار 4-21. نمودار نتایج qt بر حسب t.............................................................................................................211نمودار 4-22. نمودار نتایج مدل سینتیکی لاگرگرن (سینتیک شبه مرتبه‌ی اول)....................................211نمودار 4-23. نمودار نتایج مدل سینتیکی الوویچ (سینتیک شبه مرتبه‌ی اول)........................................212نمودار 4-24. نمودار نتایج مدل سینتیکی بلانچارد (سینتیک شبه مرتبه‌ی‌ دوم).................................212فهرست اشکالعنوان                                                                                                                                 صفحهشکل 1-1. مقایسه انرژی فعالسازی همراه/بدون کاتالیزور.................................................................................6شکل 1-2. ساختار نیمه رسانا..................................................................................................................................8 شکل 1-3. افزایش شکاف انرژی در راستای کاهش تعداد ذرات......................................................................11شکل 1-4. شماتیک فرآیند فوتوکاتالیستی...........................................................................................................13شکل 1-5. تراز انرژی فلز...........................................................................................................................................16شکل 1-6. توزیع اندازه حفره‌‌ها در جاذب‌های مختلف.......................................................................................22شکل 1-7. شماتیک دستگاه آزمایشگاهی برای واکنش‌های هیدروکراکینگ کاتالیستی............................39شکل 2-1. اثر میزان گوگرد در سوخت دیزل روی ذرات معلق خروجی موتورهای دیزلی.........................43شکل 2-2. اثر میزان گوگرد بر تبدیل اکسیدهای نیتروژن................................................................................44شکل 2-3. توزیع ترکیبات گوگردی در سوخت‌های مورد استفاده در صنایع حمل و نقل.........................47شکل 2-4. فرآیندهای متفاوت گوگردزدایی.........................................................................................................47شکل 2-5. شمایی از فرآیند HDS.........................................................................................................................48شکل 2-6. انواع ترکیبات گوگردی و سرعت واکنش HDS آن‌ها را برحسب نقطه جوش.........................50شکل 3-1. تصویر SEM نمونه TiO2 (P25)........................................................................................................61شکل 3-2. تصویر TEM نمونه TiO2 (P25)........................................................................................................61شکل 3-3. دیفراکتوگرام XRD نانوزئولیت فوجاسیت NaX با درجه کریستالیته‌ی بالا.............................64شکل 3-4. تصویر SEM نانوزئولیت NaX...........................................................................................................65شکل 3-5. تصویر TEM نانوزئولیت NaX...........................................................................................................65شکل 3-6. دیفراکتوگرام XRD برای فوتوکاتالیست Pcat(1)...........................................................................69شکل 3-7. آنالیز XRF برای فوتوکاتالیست Pcat(1)..........................................................................................69شکل 3-8. دیفراکتوگرام XRD برای فوتوکاتالیست Pcat(2)...........................................................................70شکل 3-9. آنالیز XRF برای فوتوکاتالیست Pcat(2)..........................................................................................70شکل 3-10. دیفراکتوگرام XRD برای فوتوکاتالیست Pcat(3)........................................................................71شکل 3-11. آنالیز XRF برای فوتوکاتالیست Pcat(3).......................................................................................71شکل 3-12. دیفراکتوگرام XRD برای فوتوکاتالیست Pcat(5)........................................................................72شکل 3-13. تصاویر مربوط به فوتوکاتالیست‌های بخش (3-3-3-الف)..........................................................73شکل 3-14. تصاویر مربوط به فوتوکاتالیست‌های بخش (3-3-3-ب)............................................................74شکل 3-15. تصاویر مربوط به فوتوکاتالیست‌های بخش (3-3-3-ج).............................................................76شکل 3-16. دیفراکتوگرام XRD برای فوتوکاتالیست Pcat(12).....................................................................78شکل 3-17. آنالیز XRF برای فوتوکاتالیست Pcat(12)....................................................................................78شکل 3-18. دیفراکتوگرام XRD برای فوتوکاتالیست Pcat(14).....................................................................79شکل 3-19. تصاویر مربوط به فوتوکاتالیست‌های بخش (3-3-3-د).............................................................80شکل 3-20. دیفراکتوگرام XRD برای فوتوکاتالیست Pcat(16).....................................................................82شکل 3-21. تصویر SEM برای فوتوکاتالیست Pcat(16)..................................................................................82شکل 3-22. دیفراکتوگرام XRD برای فوتوکاتالیست Pcat(19).....................................................................84شکل 3-23. تصویر SEM برای فوتوکاتالیست Pcat(19).................................................................................84شکل 3-24. تصاویر مربوط به فوتوکاتالیست‌های بخش (I) (3-3-3-ه).......................................................86شکل 3-25 . دیفراکتوگرام XRD برای فوتوکاتالیست Pcat(23)....................................................................88شکل 3-26. تصویر SEM برای فوتوکاتالیست Pcat(23)..................................................................................88شکل 3-27. تصاویر مربوط به فوتوکاتالیست‌های بخش (II) (3-3-3-ه)......................................................89شکل 3-28. دیفراکتوگرام XRD برای فوتوکاتالیست Pcat(24).....................................................................90شکل 3-29. تصویر مربوط به فوتوکاتالیست بخش (III) (3-3-3-ه)............................................................90شکل 3-30. دیفراکتوگرام XRD برای فوتوکاتالیست Pcat(25).....................................................................91شکل 3-31. دیفراکتوگرام XRD برای فوتوکاتالیست Pcat(26).....................................................................92شکل 3-32. تصویر SEM برای فوتوکاتالیست Pcat(26).................................................................................93شکل 3-33. تصویر مربوط به فوتوکاتالیست‌های بخش (IV) (3-3-3-ه)....................................................93شکل 3-34. تصویر مربوط به فوتوکاتالیست‌های بخش (3-3-3-ت).............................................................96شکل 3-35. دیفراکتوگرام XRD برای فوتوکاتالیست Pcat(29).....................................................................97شکل 3-36. نتایج FESEM برای فوتوکاتالیست Pcat(29) پس از کلسیناسیون........................................97شکل 3-37. نتایج EDXA برای فوتوکاتالیست Pcat(29)................................................................................98شکل 3-38. نتایج BET/BJH  برای فوتوکاتالیست Pcat(29)........................................................................98شکل 3-39. طیف جذبی نانوذرات TiO2 و Pcat (29) دیسپرس شده در رزین اپوکسی...........................100شکل 3-40. نماهایی از راکتور فوتوشیمیایی طراحی شده جهت فرآیند گوگردزدایی................................101شکل 3-41. شمایی از دستگاه GC-MS..............................................................................................................105شکل 3-42. کروماتوگرام GC-MS مربوط به نمونه استاندارد (ppm) 10...................................................106شکل 3-43. کروماتوگرام GC-MS مربوط به نمونه استاندارد (ppm) 50...................................................106شکل 3-44. کروماتوگرام GC-MS مربوط به نمونه استاندارد (ppm) 100................................................107شکل 3-45. کروماتوگرام GC-MS مربوط به نمونه استاندارد (ppm) 200................................................107شکل 3-46. منحنی کالیبراسیون دستگاه  GC-MS.........................................................................................108شکل 3-47. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (4-الف)......................................................................110شکل 3-48. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (11-ب).....................................................................112شکل 3-49. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (15-ج)......................................................................114شکل 3-50. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (18-د).......................................................................115شکل 3-51. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (23-د).......................................................................117شکل 3-52. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (26-د).......................................................................118شکل 3-53. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (38-د).......................................................................122شکل 3-54. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (40-د).......................................................................123شکل 3-55. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (42-د).......................................................................124شکل 3-56. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (48-ه)........................................................................126شکل 3-57. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (51-ه).......................................................................127شکل 3-58. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (53-ه).......................................................................128شکل 3-59. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (54-ه).......................................................................129شکل 3-60. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (55-ه).......................................................................130شکل 3-61. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (57-ه)........................................................................131شکل 3-62. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (61-ه)........................................................................132شکل 3-63. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (62-ه)........................................................................133شکل 3-64. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (63-ه)........................................................................134شکل 3-65. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (66-ز)........................................................................135شکل 3-66. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (68-ز)، بخش (I).....................................................136شکل 3-67. کروماتوگرام GC-MS مربوط به آزمایش (68-ز)، بخش (II)...................................................137شکل 4-1. تصاویر SEM برای نمونه‌های مختلف نانوزئولیت NaX................................................................144شکل 4-2. دیفراکتوگرام XRD  نانوزئولیت NaX به همراه اندیس‌‌های میلر هر پیک..............................145شکل 4-3. تصویر SEM نانوذرات زئولیت فوجاسیت NaX  با بزرگ‌نمایی (nm) 500.............................147شکل 4-4. تصویر TEM نانوذرات زئولیت فوجاسیت NaX........................................................................147شکل 4-5. دیفراکتوگرام XRD فوتوکاتالیست Pcat(1) به همراه اندیس‌های میلر....................................148شکل 4-6. دیفراکتوگرام XRD فوتوکاتالیست Pcat(2) به همراه اندیس‌های میلر....................................150شکل 4-7. دیفراکتوگرام XRD فوتوکاتالیست Pcat(3) به همراه اندیس‌های میلر....................................151شکل 4-8. دیفراکتوگرام XRD فوتوکاتالیست Pcat(5) به همراه اندیس‌های میلر....................................152شکل 4-9. دیفراکتوگرام XRD فوتوکاتالیست Pcat(12) به همراه اندیس‌های میلر..................................153شکل 4-10. دیفراکتوگرام XRD فوتوکاتالیست Pcat(14) به همراه اندیس‌های میلر...............................154شکل 4-11. دیفراکتوگرام XRD فوتوکاتالیست Pcat(16) به همراه اندیس‌های میلر...............................155شکل 4-12. تصویر SEM مربوط به فوتوکاتالیست Pcat(16).........................................................................156شکل 4-13. طیف سنجی پاشندگی انرژی اشعه ایکس نانوذرات Pcat(16).................................................157شکل 4-14. دیفراکتوگرام XRD فوتوکاتالیست Pcat(19) به همراه اندیس‌های میلر...............................158شکل 4-15. تصویر SEM مربوط به فوتوکاتالیست Pcat(19).........................................................................159شکل 4-16. دیفراکتوگرام XRD فوتوکاتالیست Pcat(23) به همراه اندیس‌های میلر...............................160شکل 4-17. تصویر SEM مربوط به فوتوکاتالیست Pcat(23).........................................................................161شکل 4-18. دیفراکتوگرام XRD فوتوکاتالیست Pcat(24) به همراه اندیس‌های میلر...............................162شکل 4-19. دیفراکتوگرام XRD فوتوکاتالیست Pcat(25) به همراه اندیس‌های میلر...............................163شکل 4-20. دیفراکتوگرام XRD فوتوکاتالیست Pcat(26) به همراه اندیس‌های میلر...............................164شکل 4-21. تصویر SEM مربوط به فوتوکاتالیست Pcat(26).........................................................................165شکل 4-22. طیف سنجی پاشندگی انرژی اشعه ایکس نانوذرات Pcat(26).................................................166شکل 4-23. دیفراکتوگرام XRD فوتوکاتالیست Pcat(29) به همراه اندیس‌های میلر...............................167شکل 4-24. تصویر FESEM مربوط به فوتوکاتالیست Pcat(29)...................................................................168شکل 4-25. طیف سنجی پاشندگی انرژی اشعه ایکس نانوذرات Pcat(29).................................................169شکل 4-26. شکل واقعی حلقه‌ی هیسترسیس نوع (D) و شکل شماتیک حفره‌ها.....................................171شکل 4-27. نتایج کمی آنالیز GC-MS، نمونه‌ی قبل از فرآیند گوگردزدایی.............................................205شکل 4-28. نتایج کمی آنالیز GC-MS، نمونه‌ی بعد از فرآیند گوگردزدایی..............................................206شکل 4-29. کروماتوگرام حاصل از آنالیز GC-MS، مربوط به نمونه بعد از گوگردزدایی..........................207شکل 4-30. نتایج Mass حاصل از آنالیز نمونه‌ی مربوط به بعد از گوگردزدایی.........................................207شکل 4-31. نتایج Mass حاصل از آنالیز نمونه‌ی مربوط به بعد از گوگردزدایی.........................................208شکل 4-32. نتایج Mass حاصل از آنالیز نمونه‌ی مربوط به بعد از گوگردزدایی.........................................208شکل 4-33. محصول تولید شده در نتیجه‌ی فرآیند تخریب فوتوکاتالیستی...............................................210

خلاصه فارسی

مطابق استانداردهای جهانی، گوگرد موجود در سوخت‌های مورد استفاده در صنعت حمل و نقل به عنوان یکی از مهمترین صنایع آلایندگی باید حدود ppmw10 کاهش یابد و این در حالی است که بسیاری از پالایشگاه‌های دنیا، سوخت‌هایی با میزان گوگرد بیش از ppmw1000 تولید می‌کنند. یکی از روش‌های نوین و مقرون به صرفه کاهش گوگرد از بین تمامی روش‌های موجود روش‌های اکسیداسیون فوتوکاتالیستی می‌باشد.در تحقیق حاضر، ‌30 نانوفوتوکاتالیست متفاوت با نسبت‌های بارگذاری و دوپینگ و همچنین با مقادیر درصد وزنی متفاوت از فلزهای کروم، نقره، سریم‌، مس و نیکل دوپه شده، طراحی،‌ ساخته و با استفاده از تکنیک‌های مشخصه‌یابی XRD، XRF، FESEM، EDXA، TEM و BET/BJH مورد بررسی قرار گرفتند. پایه‌ی زئولیتی به کار رفته در ساخت اکثر فوتوکاتالیست‌ها، نانوزئولیت فوجاسیت NaX می‌باشد که به روش هیدروترمال سنتز شده است.از بین تمام نانوفوتوکاتالیست‌های مورد استفاده در این پروژه، فوتوکاتالیست با ترکیب درصد 8% وزنی نیکل دوپه شده در تیتانیوم دی اکسید بر پایه‌ی نانوزئولیت NaX، تهیه شده به روش سل-ژل،‌ با ساختار کریستالی تتراگونال، به عنوان کاتالیست منتخب در فرآیند گوگردزدایی اکسایشی مدنظر در این تحقیق تعیین گردید. میزان راندمان در آزمایش بهینه توسط کاتالیست مذکور و تحت تابش نور مرئی، 99/99% به دست آمد.میانگین سایز نانوذرات به دست آمده از روش دبای-شرر 95/50 نانومتر محاسبه گردید که در توافق خوبی با نتایج میکروسکوپ الکترونی (36/50 نانومتر) می باشد. میزان کریستالیته‌ی این کاتالیست طبق روش WAXS بالای 95% و میزان توزیع ذرات نیکل در سطح کاتالیست به صورت میانگین 43/8% به دست آمد.در آ‌زمایشات راکتوری گوگردزدایی فوتوکاتالیستی سوخت دیزل مدل که شامل ترکیب مقاوم دی بنزوتیوفن در حلال دکان (با میزان ppmw100گوگرد) می‌باشد،‌ در شرایط علمیاتی ملایم و بدون حضور هیدروژن انجام و تأثیر پارامترهای عملیاتی نظیر جرم کاتالیست، مقدار اکسیدانت، نوع و میزان تابش نور، میزان دوپانت و نوع کاتالیست بر بازده فرآیند، مورد بررسی قرار گرفت. اندازه‌گیری غلظت‌های اولیه و نهایی گوگرد و نیز تعیین محصولات حاصل از تخریب، ‌توسط دستگاه کروماتوگرافی گازی-طیف سنجی جرمی (GC-MS) انجام شده است.مدل‌های سینتیکی شبه مرتبه‌ی اول لاگرگرن و الوویچ و مدل شبه مرتبه‌ی دوم بلانچارد برای واکنش تخریب فوتوکاتالیستی گوگرد در فوتوراکتور طراحی شده با سیستم ناپیوسته،‌ مورد مطالعه قرار گرفت و درجه واکنش و ثابت سرعت تعیین شد. با توجه به بالاترین ضریب هم‌بستگی مشخص گردید سینتیک واکنش از مدل شبه مرتبه‌ی اول پیروی و ثابت سرعت به دست آمده برابر با   048/0 می‌باشد.یک نمونه گازوئیل نیز در شرایط بهینه مورد آزمایش قرار گرفت نتایج حاکی از کارایی تکنیک گوگردزدایی روی نمونه‌ی واقعی می‌باشد.واژه‌های کلیدی: فوتوکاتالیست، تیتانیوم‌دی‌اکسید، نیکل، نانوزئولیت، گوگردزدایی،‌ دیزل،‌ دی‌بنزوتیوفن،

فصل اول

کلیات

1-1. نانو :پسوند نانو به معنای یک میلیاردم (9-10) است. بنابراین فناوری‌ها و علوم نانو در حوزه‌هایی کار می‌کنند که ابعاد آنها در محدوده‌ی نانومتر می‌باشد.1-1-1. علم نانو :علم نانو مطالعه‌ی پدیده‌ها و دستکاری مواد در مقیاس اتمی و مولکولی می‌باشد که در این مقیاس کوچک، خصوصیات مواد با ویژگی‌هایشان در مقیاس بزرگ متفاوت است.تعداد صفحه : 254قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید