بررسي حذف فتوكاتاليستي تولوئن از هوا با استفاده از نانو اكسيد-هاي كوپل شده اكسيد روي-دي اكسيد قلع (ZnO/SnO2 ) تثبيت شده بر روي كربن فعال

A study on photocatalytic removal of Toluene from air using ZnO-SnO2 coupled oxide immobilized on activated carbon

زمينه و هدف: تولوئن يكي از تركيبات آلي فرّار سمي است كه حذف آن از هواي آلوده ضروري است. يكي از فن­آوري هاي موجود براي حذف اين تركيب، تجزيه فتوكاتاليستي است. اين مطالعه با هدف تعيين كارايي كاتاليست ZnO-SnO2/AC بر حذف فتوكاتاليستي بخارات تولوئن صورت گرفت. روش بررسي: در اين مطالعه تجربي، ويژگي هاي كاتاليست توليدشده با تعيين سطح ويژه به روشBET و بررسي هاي تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) تعيين شد. كارآيي تجزيه گاز تولوئن با استفاده از كاتاليست ZnO-SnO2/AC تحت اشعه UV مورد مطالعه قرار گرفت. همچنين تأثير غلظت اوليه تولوئن و شدت تابش اشعه UV بر تجزيه گاز تولوئن بررسي شد. يافته­ ها: نتايج حاصل از بررسي هاي تعيين سطح ويژه با روش BET و تصاوير SEM، حاكي از انباشتگي نانو اكسيدهاي كوپل شده اكسيد روي- دي اكسيد قلع در منافذ ساختار سطح كربن فعال بود. همچنين تثبيت نانو كامپوزيت ZnO-SnO2 برروي جاذب كربن فعال، يك اثر افزايشي بر ميزان تجزيه فتوكاتاليستي تولوئن داشت. با افزايش غلظت اوليه تولوئن ورودي، كارايي سيستم كاهش مي­يابد. همچنين مشخص گرديد تجزيه فتوكاتاليستي تولوئن ارتباط مستقيمي با شدت تابش دارد. نتيجه­ گيري: نتايج اين مطالعه نشان داد تثبيت نانو اكسيد هاي كوپل شده ZnO-SnO2 بر روي ماده جاذب كربن فعال روشي كاربردي و اميدواركننده جهت حذف بخارات تولوئن از هوا تحت اشعه UV باشد.

Background and aims: Toluene is a toxic volatile organic compound that needs to be removed from contaminated air. Photocatalytic degradation is a possible method to remove such compounds. This study was performed to determine the efficiency of ZnO-SnO2/AC catalyst on the photocatalytic removal of toluene vapors. Methods: In this experimental study, the characteristics of the produced catalyst were evaluated by determining the specific surface area using the BET method and examining the images obtained from scanning electron microscopy (SEM). The efficiency of toluene degradation was examined using the ZnO-SnO2 / AC catalyst under UV radiation. The effect of initial concentration of toluene and intensity of UV radiation on the degradation of toluene was studied as well. Results: The results of specific surface area measurements and SEM images indicate that a proportion of the Zno-SnO2 nano-coupled oxides agglomerate on the AC, also entering into the pores. Also, the combination of AC with ZnO-SnO2 nano-coupled oxides had a synergetic effect on the photocatalytic degradation of toluene. The results showed that the system efficiency decreases with increasing the initial concentration of toluene input. Furthermore, the removal efficiency of toluene positively associated with the intensity of ultraviolet radiation. Conclusion: The study demonstrated that the ZnO-SnO2 / AC catalyst may be a practical and promising way to degrade the toluene under UV irradiation.