Please use this identifier to cite or link to this item:
Title: Μελέτη διατάξεων φωτοκατάλυσης για διάσπαση ρύπων
Other Titles: Photocatalysis provision for the photodegradation of pollutants
Authors: Ζάρλας, Φώτιος
Keywords: Φωτοκατάλυση
Υπεροξείδιο του υδρογόνου
Keywords (translated): Photocatalysis
Methylene blue (MB)
Chemical Oxygen Demand (C.O.D.)
Abstract: Αντικείμενο της παρούσας ερευνητικής εργασίας είναι η μελέτη διατάξεων φωτοκατάλυσης για τη φωτοαποικοδόμηση της χρωστικής «μπλε του μεθυλενίου» Methylene Blue, μίας ουσίας που χρησιμοποιείται ευρέως στον τομέα της βιομηχανίας χρωμάτων, χαρτιού και υφαντουργίας. Η φωτοκατάλυση με τη χρήση του βολφραμίου (WO3) ως φωτοκαταλύτη έχει μελετηθεί διεξοδικά τα τελευταία χρόνια και έχει διαπιστωθεί ότι αποτελεί ένα από τα πιο αποδοτικά υλικά για τέτοιες διαδικασίες. Το ενεργειακό χάσμα, όμως, αυτού του ημιαγωγού (Eg=2,8eV) είναι τέτοιο που για τη φωτοενεργοποιησή του απαιτείται υπεριώδης ακτινοβολία. Συνεπώς, η βέλτιστη αξιοποίηση της ηλιακής ακτινοβολίας που έχουμε στη διάθεσή μας, η οποία σε πολύ μεγάλο ποσοστό ανήκει στο ορατό «κομμάτι» του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος καθίσταται αδύνατη. Πλεονέκτημα που παρουσιάζει το συγκεκριμένο υλικό είναι ότι η μέθοδος παρασκευής του είναι εξαιρετικά απλή και με χαμηλό κόστος. Επιπροσθέτως, ο ηλεκτρολύτης που χρησιμοποιείται σε αυτή την περίπτωση, δηλαδή το υπεροξείδιο του Υδρογόνου (Η2Ο2) μπορεί να απομακρυνθεί από το τελικό διάλυμα πολύ πιο εύκολα απ’ ότι το καυστικό Νάτριο (NaOH) που χρησιμοποιείται όταν άνοδος είναι το TiO2. Τέλος, για την απομάκρυνση του ηλεκτρολύτη που χρησιμοποιείται και είναι απαραίτητος για τη φωτοκατάλυση (στη συγκεκριμένη περίπτωση H2O2) αξιοποιήθηκαν καταλύτες platinum black οι οποίοι κατά την αλληλεπίδραση τους με το H2O2, το διασπούν και επιτρέπουν τον πλήρη καθαρισμό του υπό μελέτη υδατικού διαλύματος Μethylene Blue. Τα πιο σημαντικά συμπεράσματα που προέκυψαν μέσα από τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν, είναι τα εξής 1. Με τη χρήση WO3 (ως φωτοάνοδο) και H2O2 (ως ηλεκτρολύτη), η χρωστική έχει διασπαστεί σχεδόν πλήρως γεγονός που αποδεικνύει ότι το WO3 είναι κατάλληλος φωτοκαταλύτης για τη φωτοδιάσπαση του ΜΒ. 2. Η ένταση της ακτινοβολίας της πηγής του φωτός παρουσιάζει καλύτερη φωτοδιάσπαση της χρωστικής όταν είναι υψηλή. 3. Η αύξηση του ηλεκτρολύτη Η2Ο2 στο διάλυμα προσδίδει καλύτερη φωτοκαταλυτική απόδοση στην διάσπαση του ρύπου. 4. Η παρουσία του ηλεκτρολύτη H2O2 παρεμποδίζει τον προσδιορισμό του Χημικά Απαιτούμενου Οξυγόνου (Χ.Α.Ο.) κάτι το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε εσφαλμένα συμπεράσματα. 5. Οι καταλύτες Platinum Black αντιδρούν με το H2O2 που έχει απομείνει στο διάλυμα μετά το πέρας της φωτοκατάλυσης και το εξουδετερώνουν.
Abstract (translated): The present research paper aims at studying photocatalysis provisions for the photodegradation of “Methylene Blue” (MB), a widely used substance in the paint, paper and textile industry. The method of photocatalysis with the use of tungsten oxide (WO3) as the photocatalyst has been extensively studied over the past years and it has been found to be one of the most effective materials for such procedures. However, due to its high energy gap (Eg=2,8eV), this semiconductor can only be activated by ultraviolet radiation. Therefore, the optimal utilization of the solar radiation that we have at our disposal and which belongs, to a great extent, to the visible part of the electromagnetic spectrumbecomes impossible. One of the advantages of WO3 is that its preparation technique is simple and low-cost. Moreover, the electrolyte used in this case (H2O2) can be removed from the final solution much easier than NaOH, which is used when titanium (TiO2) is the anode. Lastly, for the removal of the electrolyte used in this case (H2O2) and which is essential for photocatalysis, platinum black catalysts were used, as they have the ability to break H2Ο2 upon their interaction with it and allow the complete cleaning of the Methylene blue solution under study. The most important results that occurred during the experiments are 1. By the use of WO3 as anodus and H2O2 as electrolyte, methylene blue has been totally cleaned. 2. We have better results in the photodegredation of MB, when the radiation intensity is high. 3. The increase of H2O2 in the solution, gives better results to the photodegredation of MB. 4. The presence of H2O2 prevents the correct Chemical Oxygen Demand (C.O.D.) measurement. 5. Platinum Black Catalysts react with H2O2 and neutralize it.
Appears in Collections:Τμήμα Γεωλογίας (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Zarlas(geo).pdf1.7 MBAdobe PDFView/Open

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.