Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/12522
Title: Σύνθεση, χαρακτηρισμός & φωτοκαταλυτική δράση τροποποιημένων νανοσύνθετων σηπιολίθου - ανατάση
Other Titles: Synthesis, characterization & photocatalytic activities of modified sepiolite - anatase nanocomposites
Authors: Σομαλακίδη, Κωνσταντίνα
Keywords: Ανατάση
Φωτοκατάλυση
Νανοσύνθετα
Σηπιόλιθος
Keywords (translated): Sepiolite
Anatase
Nanocomposites
Photocatalysis
Abstract: Σηπιόλιθος από ελληνική εμφάνιση, αφού πρωτίστως πέρασε από τη διαδικασία του διαχωρισμού αργιλικού κλάσματος, τροποποιήθηκε με ιοντοανταλλαγή με διαλύματα αλάτων ZnCl2 και CuCl2 και ενισχύθηκε σε σηπιόλιθο με Zn και Cu αντίστοιχα που για συντομία αναφέρονται ως Zn Sep και Cu Sep με TiO2 και πιο συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκε στη νανοφάση του ανατάση και αποσκοπούσε στην παραγωγή τριών νανοσύνθετων TiO2/αργιλικού υλικού με αναλογίες βάρους 70:30. Όλα τα νανοσύνθετα TiO2 – σηπιόλιθου δημιουργήθηκαν σε αναλογία 70:30 όπου για συντομία αναφέρονται ως TiO2-Sep 70:30 (ή TiO2-Zn Sep 70:30 ή TiO2-Cu Sep 70:30 αντίστοιχα) . Η σύνθεση των νανοσύνθετων έλαβε χώρα με την απόθεση του ανατάση πάνω στις επιφάνειες του αργιλικού ορυκτού σηπιόλιθου και για την επίτευξη αυτού χρησιμοποιήθηκε αλκοξείδιο του τιτανίου (titanium tetraisopropoxide) ως πρόδρομο που έχει υποστεί υδροθερμική επεξεργασία στους 180 οC. Η διαδικασία τροποποίησης του αργιλικού ορυκτού σηπιόλθου με Cu και Zn αντίστοιχα αποτελεί μια πρωτότυπη πειραματική διαδικασία. Για να πραγματοποιηθεί ο χαρακτηρισμός των νανοσύνθετων χρησιμοποιήθηκαν διάφορες τεχνικές όπως XRD, ATR-FTIR, SEM, UV-Vis και ΒΕΤ. Τελικός σκοπός ήταν η αξιολόγηση της φωτοκαταλυτικής δράσης των παρασκευασμένων νανουλικών όπως επίσης και η αξιολόγηση της αποδόμησης σημαντικών αέριων ρύπων NOx με τη βοήθεια υπεριώδους και ορατής ακτινοβολίας. Μετά τον χαρακτηρισμό αποδείχτηκε ότι τα νανοσωματίδια TiO2 με τη μορφή του ανατάση ήταν καλά διεσπαρμένα με τη μορφή πολλαπλών σχετικά νανοσωματιδίων πάνω στο αργιλικό ορυκτό σηπιόλιθος, είτε αυτό ήταν τροποποιημένο είτε όχι. Η φωτοκαταλυτική δράση για το νανοσύνθετα TiO2-Zn-Sep 70:30 , παρουσιάζει τις υψηλότερες τιμές κάτω από τη επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας σε σύγκριση με τα άλλα δύο νανοσύνθετα, τα οποία είναι το ΤiO2-Cu-Sep 70:30 και το TiO2-Sep 70:30 για τους παραπάνω αέριους ρύπους NOx. Αυτό αποδίδεται στις ιδιότητες του σηπιόλιθου και περισσότερο στην ειδική του επιφάνεια (SSA), το κρυσταλλικό του μέγεθος, το σχήμα και την μορφολογία του. Τα νέα νανοσύνθετα παρουσιάζουν αυξημένη φωτοκαταλυτική δράση σε σχέση με τον εμπορικό-πρότυπο φωτοκαταλύτη (P25) σε υπεριώδη ακτινοβολια σε συνδυασμό με μειωμένη παραγωγή ανεπιθύμιτών παραπροϊόντων
Abstract (translated): A sepiolite sample from an occurrence from Greece was combined with nanophase anatase for the synthesis of three nanocomposites. The nanocomposite samples were Sepiolite-TiO2, modified sepiolite with Zn -TiO2 and modified sepiolite with Cu -TiO2. The weight ratios of all samples were clay mineral/TiO2: 30/70. The nanocomposites were synthesized by depositing anatase on the clay mineral surfaces using titanium tetraisopropoxide as a precursor under hydrothermal treatment at 180oC. The characterization of the nanocomposites performance took place in various laboratories by using various techniques such as XRD, ATR-FTIR, SEM, UV-Vis, BET. The process of sepiolite modification with Zn and Cu is pioneering. The photocatalytic activity of the prepared materials was evaluated for the degradation of important pollutants and specifically of gas NOx contaminants by using UV and visible radiation. Τhe characterization process proved that the above nanoparticles are well dispersed on clay mineral surfaces and the TiO2 nanoparticles are in the form of anatase, in all cases. The photocatalytic activities in decomposing gas NOx contaminants for nanocomposite TiO2-Zn-Sep 70:30 is higher than standard titania while the other two nanocomposites showed lower activities by using UV radiation. The photocatalytic activities in decomposing NOx of all nanocomposites (except of TiO2 – Cu – Sep) are significantly higher than standard photocatalyst (P25 This is due to sepiolite’s properties and especially SSA and crystal size, shape and morphology. The new nanocomposites show higher photocatalytic activities compared with standard titania (P25) under UV irradiation combined with lower amounts of undesirable sub-products.
Appears in Collections:Τμήμα Γεωλογίας (ΜΔΕ)



This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons