Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/12528
Title: Σύνθεση, χαρακτηρισμός και φωτοκαταλυτική δράση τροποποιημένων νανοσύνθετων παλυγορσκίτη-ΤiO2
Other Titles: Synthesis, characterization and photocalytic activity of modified nanocomposites palygorskite-TiO2
Authors: Μαυρίκος, Αριστόδημος
Keywords: Παλυγορσκίτης
Νανοσύνθετα
Φωτοκατάλυση
Keywords (translated): Palygorskite
TiO2
Nanocomposites
Photocatalysis
Abstract: Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία επιλέχτηκε το αργιλικό ορυκτό παλυγορσκίτης ως υπόστρωμα για την παρασκευή νανοσύνθετων που θα δημιουργηθεί με το TiO2 αλλά και την τροποποίησή τους με χαλκό (Cu) και ψευδάργυρο (Zn). Ο λόγος που επιλέχτηκε ο παλυγορσκίτης είναι η μεγάλη ειδική επιφάνεια (100-400 m2/g) που του χαρίζει προσροφητικές και διηθητικές ιδιότητες, ενώ το TiO2 είναι ο πιο διαδεδομένος φωτοκαταλύτης λόγω της χαμηλής τοξικότητας, της καλής χημικής και θερμικής σταθερότητας αλλά και της υψηλής αποδοτικότητας που παρουσιάζει. Τα νανοσύνθετα δημιουργούνται για να αποφευχθεί η κροκίδωση του TiO2 και συνεπώς την βελτίωση της φωτοκαταλυτικής του δράσης. Οι ιδιότητες των νανοσύνθετων, χαρακτηρίστηκαν με τις τεχνικές περιθλασιμετρίας ακτίνων Χ (XRD), ηλεκτρονική μικροσκοπία διερχόμενης δέσμης (TEM), υπέρυθρης φασματοσκοπίας μετασχηματισμού κατά Fourier (FTIR-ATR) και μέτρηση πορώδους, ειδικής επιφάνειας - Brunauner–Emmet-Teller (BET) καθώς και φασματοσκοπία διάχυτης ανάκλασης (DRIFTS). Επιτεύχθηκε η διασπορά των νανοσωματιδίων (4 – 10 nm) του διοξειδίου του τιτανίου στην επιφάνεια του παλυγορσκίτη και τα τροποποιημένα δείγματα έδειξαν αύξηση της ειδικής τους επιφάνειας συγκριτικά με το φυσικό δείγμα με μεσοπορώδη δομή (~6 nm). Όλα τα δείγματα πλην από το δείγμα με τον χαλκό (Cu) έδειξαν μεγαλύτερη φωτοκαταλυτική δράση στη συνολική διάσπαση NOx σε σύγκριση με τον φωτοκαταλύτη αναφοράς P25 υπό υπεριώδη ακτινοβολία. Υπό ακτινοβολία ορατού φωτός τα δείγματα εμφάνισαν μειωμένη δράση, με το δείγμα που περιέχει χαλκό να είναι μη δραστικό, αλλά όλα τα υπόλοιπα δείγματα έδειξαν καλύτερη συμπεριφορά ως προς την απελευθέρωση του ενδιάμεσου προϊόντος NO2. Ο σκοπός αυτής της εργασίας είναι να δώσει αξιόπιστα αποτελέσματα για την αποτελεσματικότητα των συγκεκριμένων νανοσύνθετων και να οδηγήσει στην ανάπτυξη πιθανών εφαρμογών αυτού για την αντιμετώπιση των ρύπων.
Abstract (translated): In this postgraduate thesis, clay mineral palygorskite was selected as a substrate for the preparation of nanocomposites with TiO¬2 but also for their modification with copper (Cu) and zinc (Zn). The reason palygorskite was chosen is the large surface area (100 – 400 m2/g) which gives it adsorbent and filtering properties, whereas TiO2 was chosen because it is the most widely used photocatalyst due to its low toxicity, good chemical and thermal stability and, efficiency. The nanocomposites are created to prevent the aggregation of TiO2 and hence improve its photocatalytic effect. The properties of the nanocomposites were characterized by X-ray diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy–Attenuated Total Reflection (FTIR-ATR), Porous Specific Area – Brunauner–Emmet-Teller (BET) and Diffuse Reflectance Infared Spectroscopy (DRIFTS). The dispersion of nanoparticles (4 - 10 nm) of titanium dioxide on the surface of the palygorskite was achieved and the modified samples showed an increase in their specific surface area compared to the natural sample with mesoporous structure (~ 6 nm). All samples other than the copper modified sample (Cu) showed a higher photocatalytic effect on the total NOx decomposition compared to the reference photocatalyst P25 under ultraviolet radiation. Under visible light, the samples exhibited reduced activity, with the copper-containing sample being non-reactive, but all other samples showed better behavior with respect to the release of the intermediate NO2 product. The purpose of this work is to provide reliable results for the effectiveness of the particular nanocomposites and to lead to the development of possible applications for the treatment of pollutants.
Appears in Collections:Τμήμα Γεωλογίας (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Αρίστος Πτυχιακή. Τελικό(_).docx7.18 MBMicrosoft Word XMLView/Open
Nemertes_Maurikos(geo).pdf2.01 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons