Photocatalytic Degradation of Persistent Organic Pollutants from Water using Nanostructured Metal Oxides. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (Master thesis) MOHAMMED_ALTAHIR_SULIMAN-_MS_THESIS_CHEMISTRY.pdf - Accepted Version Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

في هذا العمل لقد قمنا بتحضير عدد من المحفزات الضوئية من مركبات اكاسيد الفلز النانوية وتم دراسة تاثير هذه المحفزات في تكسير الملوثات العضوية صعبة الإزاله في عينات من الماء. اجريت التجارب علي مركبات عالية الترتيب المثقبه من مركبات (مركبات الفضة / ثالث اوكسيد التنجستن) لتكسير مركب الاترازين في الماء. وجد ان اربعين بالمئة من ثالث اوكسيد التنجستن المطلي بمادة ((SBA-15 وذات مساحة السطح العالية هوالمحفز الانسب لتكسير مركب الاترازين في الماء. بالاضافة الى ذلك، وجد ان إضافة عنصر الفضة على سطح معقد ثالث اكسيد التنجستن/(SBA-15) ليس فقط انه يستخدم اشعة الضوء المرئي بل تعدى الى انه يمكن ان يقلل من انكماش الالكترون والكيان الموجب والذي اثبت عن طرق دراسة التوهج. ونتيجة لذلك وجد ان المعقد فعال جدا لتكسير مركب الاترازين تحت اشعة الضوء المرئ. وبالاضافة الى ما ذكر اعلاه تم تحضير عدد من المعقدات التحفيز الضوئي من (Ag/AgBr@m-WO3) حيث وجد انها قادرة على تكسير مركب المثيل برابين حيث وجد انه عندما اضيف عنصر الفضة النانوي على سطح بروميد الفضد الموجود على سطح ثالث اكسيد التنجستن المنفذ. قد تبين ان هناك زيادة في كفاءة تكسير الميثيل برابين وذلك نسبة لظاهرة بلازمن السطوح الناتج من وجود ذرات الفضة نانوية الحجم على سطح المحفز اضافة الى ان تقليل انكمشاش الالكترون مع الكيان الموجب والذي نشأه بدوه عن طرق التكوين المتغاير بين معقد شبة الموصل. تم تحضير معقد ثالث اوكسيد التنجستن شبه المنفذ بواسطة طريقة الصول جل ومن ثم تم اضافة جزيئات بروميد الفضة على ثقوب ثالث اكسيد التنجستن المثقب. ثم تلا ذلك اضافة جزيئات الفضة النانوية على سطح المعقد عن طريق الاختزال الضوئي. لقد تم اجراء كل عمليات الوصف الضوئي والشكلي لمركبات المحفز الضوئي ومن ثم الكشف عن مقعد المحفز الضوئي التصوير بواسطة المجهر الالكتروني وناقل المجهر الالكتروني وحيود مسحوق الاشعة السينية والامتزاز الامتصاص للنتروجين والاشعة فوق البنفسجية منتشر الانعكاس وتم دراسة كل ما ذكر سابقا للمحفز الحضر، واخير تمت دراسة الشقوق الحرة المشطة النشطة والمسئولة عن التكسير حيث وجود ان شق حر الهيدروكسيل ووشق حر ايون الاكسجين وذرة البروم هم الجزئيات النشطة والمسئولة عن تكسير مثيل برابين.

English Abstract

In the presented work, photocatalytic method was developed for the degradation of Atrazine in water samples. Highly ordered mesoporous Ag-WO3/SBA-15 composites were tested as photocatalysts for the degradation of atrazine in water. It was found that 40 % WO3 loading rendered an optimum surface area and material content in the SBA-15 template and hence favored the enhanced photocatalytic degradation of atrazine. The further addition of Ag nanoparticle onto the WO3/SBA-15 composite not only made this catalyst very effective in the most sought visible region due to solar energy harvesting, but also significantly reduced the electron-hole recombination as evidenced by photoluminescence studies to enhance the degradation efficiency. As a result, the Ag-WO3/SBA-15 composite the photocatalytic degradation of atrazine in water under visible radiation was significantly enhanced. Furthermore, series of novel photocatalysts were synthesized and a significant enhancement photocatalytic degradation of atrazine and methylparaben in water was achieved under visible light excitation, when the Ag nanoparticles (NPs) loaded AgBr-mesoporous-WO3 composite was used. The enhanced photocatalytic degradation is due to the surface plasmonic resonance (SPR) resulted from the introduction of Ag nanoparticles (NPs) on the surface of the catalyst, besides the reduction of electron-hole recombination brought about by the formation of heterojunction in the semiconductor composite. Highly ordered mesoporous-WO3 (m-WO3) was synthesized by sol-gel method and AgBr (NPs) were introduced in the pores of m-WO3 and subsequently, Ag nanoparticles were introduced by light irradiation. The morphological and optical characterization of the synthesized photocatalysts was carried out using SEM, TEM, XDR, N2 adsorption-desorption, UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy (DRS). Also, the photocatalytic studies using radical scavengers indicated that O2−•, •OH, and Br0 are the main reactive species.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemistry
Committee Advisor:	Chanbasha, Basheer
Committee Members:	Gondal, Mohammed Ashraf and Oladepo, Sulayman Adeyemi
Depositing User:	MOHAMMED SULIMAN (g201403100)
Date Deposited:	09 Jul 2017 11:13
Last Modified:	31 Dec 2020 08:35
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140375