دراسة مقارنة لتحضير وتشخيص العامل المساعد Ni3O4 - Co3O4 - Al2O3 واستخدامه في الاكسدة الضوئية والامتزاز لصبغتي Reactive Yellow145 و Bismarck brown G
Author name:
ايمان جاسم محمد
Supervisor name:
عباس جاسم عطية | صالح هادي كاظم
General topic:
Chemistry
Specific topic:
Chemistry
Degree:
Master
University:
University of Babylon - College Of Science
Language:
English
University location:
Babylon
Abstract:
تضمنت الدراسة تحضير العامل المساعد Ni3O4-Co3O4-Al2O3 بنسب وزنية مختلفة و بطريقة الترسيب المشترك في درجات حرارة 500 و 600 و 700 م⁰ وبفترة زمنية 4 ساعات وتم تشخيص هذه النسب المحضرة بعدة تقنيات وهي حيود الاشعة السينية (PXRD) وطيف الاشعة تحت الحمراء (FTIR) و التحليل الحراري الوزني والمسح المسعري التفاضلي (TGA/DSC) و قياس المساحة السطحية (BET) ومجهر القوة الذرية (AFM) وتحديد الصفات الفيزيائية والتاكد من المسامية والحجم المسامي والكثافة لهذه النسب بطريقة التشبع بالسائل. بعد ذلك تم استخدام جميع هذه النسب المحضرة والمكلسنة بجميع الدرجات الحرارية في الاكسدة الضوئية المحفزة لصبغتي Bismarck brown G و Reactive yellow145 ووجد ان افضل نسبة تعطي افضل تكسير للصبغتين هي النسبة Cat4 المحضرة من (40 : 40 : 20)% والمكلسنة بدرجة حرارة 600 م⁰ . | درست الظروف المثلى للتكسيرالضوئي المحفز لصبغة Bismarck brown G من اختيار الوزن الامثل للعامل المساعد والدالة الحامضية المثلى و والدرجة الحرارية الفضلى. ووجد ان افضل وزن للعامل المساعد المحضر هو 0.2 غم وافضل دالة حامضية هي 3 وافضل درجة حرارية هي 300 كلفن, كما تم حساب طاقة التنشيطE ∆ لتفاعل الاكسدة الضوئية المحفزة وكانت ) 27.89 ) كيلوجول/ مول. تم دراسة ايزوثيرمي الامتزاز لانكماير وفرندلش وقد وجد ان الامتزاز كيميائي اي يتبع امتزاز لانكماير, كما درست حركيات الامتزاز ووجد ان التفاعل يتبع الرتبة الثانية الكاذبة. كما تم دراسة اعادة التدوير للعامل المساعد المحضر مع هذه الصبغة ووجد ان الفعالية تقل بعد الاستخدام الاول للعامل المساعد وتنخفض الفعالية من 92.4% الى 23.2%. | كذلك درست الظروف المثلى للتكسير الضوئي المحفز لصبغة Reactive yellow 145 ووجد ان افضل وزن للعامل المساعد هو0.1 غم وافضل دالة حامضية هي 3 وافضل درجة حرارية للتكسير هي 296 كلفن, كذلك تم حساب طاقة التنشيط E∆ وكانت (18.11) كيلوجول/مول. ايضا تم دراسة ايزوثيرمي الامتزاز لصبغة Reactive yellow 145 ووجد ان الامتزاز فيزيائي اي يتبع فرندلش ايزوثيرم , ودرست حركيات الامتزاز وكان التفاعل يتبع الرتبة الثانية الكاذبة. كما درست اعادة التدوير للعامل المساعد مع الصبغة وقد وجد ان الفعالية تبقى ثابتة لاستخدامين متتاليين في تكسير الصبغة اما عند استخدامه للمرة الثالثة وجد ان الفعالية تنخفض الى 80.1%. | == This study involves synthesis of the co-catalyst Ni3O4-Co3O4-Al2O3 at different ratios by co- Precipitation method with different calcination temperature 500, 600, 700 ⁰C at a heating rate of 10 C/min under normal atmospheric conditions for four. The obtained materials were characterized using powder X-rays diffraction (PXRD), fourier transform infrared (FTIR), thermogravimatric analysis (TGA/DSC), surface area determination (BET), and atomic force microscopy (AFM), In addition to that some of physical for properties these ratio were undertaken including measurement of porosity, pore volume, and volume density by impregnation method. Then used all of these ratio that calcinated at different temperature in oxidtion process of both reactive yellow 145 (RY145) and Bismark brown G (BBG) from their aqueous solutions. It was found that the catalyst with a ratio of (40 : 40 : 20) %, which was calcinated at 600 ⁰C (denoted as cat4) it’s the bast ratio. | | Removal of BBG was investigated after optimization of removal conditions such as pH of mixture, amount of the used catalyst , duration time of reaction and reaction temperature. The optimum conditions for this case were pH=3, 0.2 g of cat 4 and temperature equal to 27 ºC. Activation energy was calculated using Arrhenius plot and it was around 27.89 kJ/mol. Kinetics of this process was investigated and it was fitted with the pseudo second order kinetics. In addition to that, adsorption isotherms for this process were applied for both Langmuir and Freundlich adsorption isotherms. The obtained results showed that it was agreed with Langmuir adsorption model. recyclization processes were applied for removal of BBG over cat 4, and it was found that the activity of cat 4 was reduced from 92.4% for the first trial to 23.2%. | Removal of RY145 over cat 4 was investigated and the optimum conditions in this case were, pH=3, 0.1 g of the cat 4 and temperature was 23 ºC. Additionally the activation energy was calculated as mentioned above and it was around 18.11 KJ /mol. Kinetics of this processes was investigated and it was similar to that reported for removal of BBG over cat4. Also adsorption isotherms were performed using Langmuir and Freundlich adsorption model and it was found that, it was fitted with Feundlich isotherm model. Cyclization process for RY145 over cat 4 was evaluated and it was found that the activity of cat 4 doesn't change after two successive usages. But the activity of cat 4 was educed third usage and it was declined to reach 80.1%
