| Περίληψη: | Η φωτοκαταλυτική διάσπαση υδατικών διαλυμάτων του Acid Orange 7
(ΑΟ7), ενός αζωχρώματος που αποτελεί τυπικό δείγμα των μη-βιοαποδομήσιμων
χρωστικών ουσιών που απαντώνται στα υγρά απόβλητα βιομηχανιών υφαντουργίας,
μελετήθηκε με χρήση καταλύτη TiO2 και τεχνητής ηλιακής ή ορατής (>400 nm)
ακτινοβολίας. Βρέθηκε ότι όταν χρησιμοποιείται ηλιακή ακτινοβολία, η διάσπαση
των μορίων του ΑΟ7 λαμβάνει χώρα στην επιφάνεια του φωτοκαταλύτη μέσω μιας
σειράς βημάτων οξείδωσης που οδηγούν στον σχηματισμό ενδιαμέσων, κυρίως
αρωματικών και αλειφατικών οξέων, τα οποία στη συνέχεια οξειδώνονται περαιτέρω
προς ενώσεις με προοδευτικά μικρότερο μοριακό βάρος. Τελικά, επιτυγχάνεται
πλήρης αποικοδόμηση του αζωχρώματος, με σχηματισμό CO2 στην αέρια φάση και
ανόργανων ιόντων στο διάλυμα. Όταν χρησιμοποιούνται φωτόνια ορατού φωτός, τα
ενδιάμεσα της αντίδρασης είναι παρόμοια με αυτά που παρατηρήθηκαν με τη χρήση
ηλιακής ακτινοβολίας, αλλά ο αποχρωματισμός λαμβάνει χώρα με μικρότερους
ρυθμούς. Επιπλέον, μετά τον αποχρωματισμό του διαλύματος, το COD δεν μειώνεται
περαιτέρω και τα ενδιάμεσα της αντίδρασης μένουν σταθερά με το χρόνο
ακτινοβόλησης υποδεικνύοντας ότι, στην περίπτωση αυτή, η φωτοκαταλυτική
διάσπαση με χρήση ορατής ακτινοβολίας λαμβάνει χώρα μέσω του μηχανισμού
“φωτοευαισθητοποίησης”.
Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της κινητικής μελέτης του συστήματος, ο
αρχικός ρυθμός αποχρωματισμού εξαρτάται από την ένταση και το μήκος κύματος
της προσπίπτουσας ακτινοβολίας, από την κάλυψη της επιφάνειας, από την αρχική
συγκέντρωση του αζωχρώματος, από τη συγκέντρωση του TiO2 και από το αρχικό
pH. Από την κινητική μελέτη προκύπτει κινητικό μοντέλο το οποίο περιγράφει
ικανοποιητικά τα πειραματικά δεδομένα.
Μελετάται η επίδραση των φυσικοχημικών ιδιοτήτων του φωτοκαταλύτη,
όπως κρυσταλλογραφική δομή, ειδική επιφάνεια, μέσο μέγεθος κρυσταλλιτών,
απορρόφηση στη UV/vis περιοχή και μορφολογία, καθώς και της μεθόδου
παρασκευής του TiO2 στον ρυθμό αποχρωματισμού. Τέλος, διερευνάται η
δυνατότητα βελτίωσης των φωτοκαταλυτικών ιδιοτήτων του TiO2 με ενίσχυση με
διάφορα ετεροσθενή κατιόντα και με διασπορά μετάλλου στην επιφάνειά του.
|
|---|
