fa بررسی کارایی حذف فتوکاتالیستی بخار تولوئن با استفاده از نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم تثبیت‌شده بر روی زئولیت سنتزی نوع 5 پایش آلودگی هوا Air pollution monitoring پژوهشي Research <strong><span style="font-family:b titr;"><span style="font-size:10.0pt;">چکیده</span></span></strong><br> <strong><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">زمینه و هدف</span></span></strong><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">:</span></span> <span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">ترکیبات آلی فرار به دلیل اثرات مختلف بر روی سلامت افراد، از نگرانی‌های زیست‌محیطی به شمار می‌آیند. این ترکیبات گروه بزرگی از مواد ازجمله تولوئن را شامل می‌شوند، امروزه بکار بستن بسترهای کاتالیستی یکی از راه‌های کنترلی این آلاینده‌ها می‌باشد که در این تحقیق به بررسی کارایی حذف فتوکاتالیستی بخار تولوئن با استفاده از نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم (</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">TiO₂</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">) تثبیت‌شده بر روی زئولیت سنتزی نوع 5 (</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">ZSM-5</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">) پرداخته شده است</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">.</span></span></span><br> <strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">روش بررسی</span></span></span></strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">: ابتدا بستر </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">ZSM-5</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;"> به‌صورت گرانول تهیه شد. سپس نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم با نسبت وزنی 5 درصد بر روی آن تثبیت شدند. به‌منظور تعیین ویژگی‌های بسترها از آنالیزهای </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">BET</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">، </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">BJH</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">، </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">XRD</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">، </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">EDS‌</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;"> و </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">SEM</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;"> استفاده شد. درنهایت عملکرد بسترها در حذف بخار تولوئن در دو غلظت </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">ppm</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">50 و </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">ppm</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">300 در سیستم دینامیک موردبررسی قرار گرفت.. </span></span></span><br> <strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">یافته</span></span></span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">&shy;</span></span></span></span></strong><strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">ها</span></span></span></strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">: نتایج حاصل از آزمایش‌های دستگاهی نشان داد که </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">ZSM-5</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;"> دارای سطوحی متخلخل با سطح ویژه</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;"> m²/g </span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">356/4 بوده که بعد از کلسینه کردن در دمای</span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">&deg;c </span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">450 به </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">m²/g</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;"> 332/5 کاهش یافت. نتایج حاصل</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;"> از فرایند تجزیه </span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">فتوکاتالیستی نشان داد که بستر </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">ZSM-5/TiO₂</span></span></span></span> &nbsp;<span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">بهترین کارایی را در غلظت </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">ppm</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">50 داشته به‌طوری‌که موفق به حذف 42% بخارهای تولوئن گردید.</span></span></span><br> <strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">نتیجه</span></span></span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">&shy;</span></span></span></span></strong><strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">گیری</span></span></span></strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">: با توجه به نتایج کسب‌شده در این تحقیق می‌توان نتیجه گرفت که تثبیت نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم بر روی زئولیت </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">ZSM-5</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;"> می‌تواند روش مناسـبی جهت حذف بخارهای تولوئن و دیگر آلاینده‌های مشابه باشد.</span></span></span><br> &nbsp;<br> <strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">کلیدواژه&shy;ها</span></span></span></strong><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">: دی‌اکسید تیتانیوم </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">(TiO₂)</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">، تولوئن، فتوکاتالیست</span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">، زئولیت </span></span></span><span dir="LTR"><span style="color:black;"><span style="font-family:times new roman,serif;"><span style="font-size:10.0pt;">ZSM-5</span></span></span></span><span style="color:black;"><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">.</span></span></span> <strong>Abstract</strong><br> <strong>Background and aims</strong>: Volatile organic compounds (VOCs) are of environmental concern because of their adverse effects on human health. VOCs contain a large group of substances like toluene. Today application of catalytic beds is one the ways to control these kinds of emissions. In this study photocatalytic removal of toluene vapour by titanium dioxide nanoparticles immobilized on ZSM-5 zeolite have been investigated.<br> <strong>Methods</strong>: First, the bed of ZSM-5 was prepared in the form of granules. Next, titanium dioxide nanoparticles with ratios of 5 wt% were stabilized on it. To determine their characteristics, samples were used from BET, BJH and SEM analyses. Finally, the performance of the beds in the removal of toluene vapors at two concentrations of ppm 50 and 300 ppm in the dynamical system was investigated.<br> <strong>Results</strong>: The result of tests showed that ZSM-5 has a porous surfaces with surface area of 356.4 m2/g. That after the calcination at temperature of 450&deg;c it decreased to 332.5m2/g. The results of the photocatalytic degradation process showed that the best performance of ZSM-5/TiO₂ bed was at concentration of 50 ppm, so that was able to remove 42% toluene vapors.<br> <strong>Conclusion</strong>: According to the results obtained in this study, it can be concluded that stabilization of titanium dioxide nanoparticles on the ZSM-5 zeolite can be a good method to remove toluene vapors and other similar pollutants.<br> &nbsp;<br> <strong>Keywords</strong>: Titanium dioxide (TiO2), Toluene, Photocatalytic process, ZSM-5 zeolite. دی‌اکسید تیتانیوم(TiO2), تولوئن, فتوکاتالیست, زئولیت ZSM-5 Titanium dioxide (TiO2), toluene, photocatalytic process, ZSM-5 zeolite 17 25 http://ioh.iums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-2001-1&slc_lang=fa&sid=1 Hasan Asilian Mahabady حسن اصیلیان مهابادی asilia_h@modares.ac.ir 13600319475328460027674 13600319475328460027674 No Tarbiat Modares University دانشگاه تربیت مدرس Ali Khavanin علی خوانین khavanin@modares.ac.ir 13600319475328460027675 13600319475328460027675 No Tarbiat Modares University دانشگاه تربیت مدرس Mojtaba Nakhaei pour مجتبی نخعی پور nakhaeimojtaba13@gmail.com 13600319475328460027676 13600319475328460027676 No University of Ahvaz دانشگاه جندی شاپور اهواز Hasan irvani حسن ایروانی Mehrdadirvani69@gmail.com 13600319475328460027677 13600319475328460027677 No Shahid Beheshti University دانشگاه شهید بهشتی Somaye Aresoomandan سمیه آرزومندان arezoomandan88@yahoo.com 13600319475328460027678 13600319475328460027678 No Tarbiat Modares University دانشگاه تربیت مدرس Hosein Shojaee fareh abady حسین شجاعی فرح آبادی hosein.shojaee@modares.ac.ir 13600319475328460027679 13600319475328460027679 Yes Tarbiat Modares University دانشگاه تربیت مدرس