حذف فتوكاتاليستي فرمالدئيد از هوا با استفاده از نانوكامپوزيت اكسيد تيتانيوم - اكسيد گرافن احياء شده

Photocatalytic Removal of Formaldehyde from Air Using Titanium Oxide-Reduced Graphene Composite

زمينه و هدف: فرمالدئيد يكي از تركيبات آلي فرار سمي است كه حذف آن از هواي آلوده ضروري است. يكي از فناوري‌هاي موجود براي حذف اين تركيب، تجزيه فتوكاتاليستي است. هدف از انجام اين مطالعه تعيين تاثير كامپوزيت تيتانيوم اكسايد به همراه گرافن اكسايد احيا شده بر حذف فتوكاتاليستي گاز فرمالدئيد است. روش بررسي: در اين مطالعه تجربي، ويژگي‌هاي كاتاليست توليد شده با بررسي‌هاي تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و طيف IR تعيين شد. كارايي تخريب فتوكاتاليستي كامپوزيت تيتانيوم اكسايد به همراه گرافن اكسايد احيا شده در تجزيه گاز فرمالدئيد تحت شرايط جريان مداوم، مورد مطالعه قرار گرفت. همچنين تاثير غلظت اوليه فرمالدئيد، سرعت جريان هوا و زمان ماند بر تجزيه گاز فرمالدئيد بررسي شد.  يافته‌ها: نتايج حاصل نشان داد كه كارايي تخريب فتوكاتاليستي كامپوزيت تيتانيوم اكسايد به همراه گرافن اكسايد احيا شده بسيار بالاتر از تيتانيوم اكسايد به تنهايي است، ميزان كارايي تخريب گاز فرمالدئيد با افزايش سرعت جريان هوا كاهش مي‌يابد. بنابراين چنين از نتايج بر مي‌آيد كه سرعت جريان هوا يك فاكتور كليدي براي استفاده از كامپوزيت RGO-TiO2 به عنوان يك عامل فتوكاتاليستي است. با افزايش غلظت گاز فرمالدئيد از 0/1 به ppm 1 كارايي حذف از 89 به 34 % كاهش يافت. نتيجه‌گيري: نتايج اين مطالعه نمايانگر آن است كه از كامپوزيت تهيه شده در اين تحقيق (RGO- TiO2) مي‌توان به عنوان يك فتوكاتاليست مناسب جهت حذف آلاينده‌هاي گازي استفاده نمود. از مزاياي كامپوزيت تهيه شده، استفاده از نور مرئي به جايUV براي فعال نمودن فرايند اكسيداسيون است.

Background and Objective: Formaldehyde is a toxic volatile organic compound, which its removal from polluted air is essential. One of the techniques available for removing such compounds is photocatalytic degradation. The aim of this study was to investigate the photocatalytic degradation of gaseous formaldehyde on TiO2 nanoparticles coated on reduced graphene oxide Materials and Methods: The synthesized reduced graphene oxide- TiO2 nanocomposite was characterized using SEM, EDS, and FTIR spectra. The photocatalytic activity of prepared reduced graphene oxide- TiO2 nanocomposite was investigated for degradation of gaseous toluene under different operational conditions such as different initial concentration, flow rate, and time. Results: The photocatalytic degradation efficiency of the RGO-TiO2 nanocomposite was much higher than P25 TiO2. The photocatalytic degradation efficiency of the RGO-TiO2 nanocomposite decreased by increasing the flow rate so the flow rate is a key factor for the use of RGO-TiO2 nanocomposite as a photocatalyst. The results showed that the photocatalytic degradation rates decreased from 89 to 30% with increasing formaldehyde initial concentration from 0.1 to 1 ppm. Conclusion: This research indicated that RGO-TiO2 nanocomposite can be effectively used as suitable photocatalyst to remove gaseous pollutants. One of the advantages of the as-prepared composite was using visible light instead of UV to activate the oxidation process.