اماني جبار عبيد | تحضير ودراسة المتراكب النانوي(MoO3/TiO2) وتطبيقه في الازالة اللونية | الماجستير في الكيمياء |
الخلاصة
يتكون هذا المشروع من ثلاثة اجزاء رئيسية:
يتضمن الجزء الاول تحضير ثالث اوكسيد الموليبدينوم α-MoO3 كاحزمة نانوية باستعمال طريقة الهيدروثيرمل. اذ تم بهذه الطريقة التحكم بابعاد المادة المحضرة بوساطة التفاعل بينNa2MoO4.2H2O)) كمادة بادئة وحامض الهدروكلوريك المخفف (HCl). تم تحضير المتراكب النانوي بنسبة وزنية 0.25 (MoO3) :(9.75 (TiO2 باستخدام تقنية الموجات فوق الصوتية ، والتي تعتبر طريقة سريعة ، وبسيطة، و صديقة للبيئة.
الجزء الثاني يتعامل مع توصيف المحفزات المحضرة α-MoO3 , والمتراكب النانوي α-MoO3/TiO2 والتجاري TiO2.حيث تم مطابقة نتائج تحليل حيود الاشعة السينية للمحضر α-MoO3ومتراكبه مع TiO2 وتأكيد تحضيرها بنجاح بناءا على ظهور قمم شديدة القوة عند مؤشرات ميلر (020), (040), و(060). وأشار تحليل المجهر الالكتروني الماسح الى شكل α-MoO3 ووجد انه بهياة أحزمة نانوية، بينما كانت أشكال TiO2 والمتراكب النانوي شبه- كروية وتجمعات شبه-كروية على التوالي. ومن خلال اطياف الاشعة تحت الحمراء تم تأكيد تحضير α-MoO ومتراكبه النانوي α-MoO3/TiO2 نتيجة ظهور قمم من روابط الاوكسجين- فلزعند 675 cm-1 تعود الى Ti-O وعند 559 cm-1 تعود الى Mo-O. وتم حساب فجوة الحزمة Bg)) بواسطة معادلة Tauc ووجد انه جميع المحفزات المستخدمة هي محفزات ضوئية، واتضح انه TiO2 التجاري ومتراكبه النانوي لهما حزمة فجوة غير مباشرة، بينما α-MoO3 المحضر لديه حزمة فجوة مباشرة، اذ كانت قيم حزمة الفجوة للمحفزات الضوئية تساوي 2.8 eV, 2.95 eV, 3 eV على التوالي.
الجزء الثالث ركز على قدرة وأختبار كفاءة المحفزات الضوئية α-MoO3, TiO2, و متراكبه النانوي α-MoO3/TiO2 على أزالة لون صبغة الكلورازول السوداء BH كنموذج للدراسة. تم دراسة تأثير العوامل المختلفة على الأزالة اللونية للصبغة بأستخدام المحفزات الضوئية TiO2 ومتراكبه النانوي α-MoO3/TiO2 . حيث تتضمن العوامل المستخدمة كمية المحفز الضوئي، ودرجة الحرارة، والدالة الحامضية الابتدائية للمحلول. كما تم احتساب العوامل الثرموديناميكية بأستخدام معادلة Arrhenius ومعادلة Eyring-Polanyi ومعادلة Gibbs حيث تم اثبات بأن هذا التفاعل الضوئي هو باعث للحرارة، و أقل عشوائية ، وغير تلقائي مع استخدام TiO2 ، بينما مع أستخدام المتراكب النانوي α -MoO3/TiO2 يكون التفاعل ماص للحرارة، و أقل عشوائية، وغير تلقائي.
اذ تم الحصول على اقصى فعالية لأزالة اللون ضوئيا بأستخدام المتراكب النانوي MoO3/TiO2-α ويعزا سبب ذلك الى زيادة حموضة MoO3-α بعد دمجه في الشبكة البلورية من .TiO2حركيا يعد هذا التفاعل الضوئي تفاعل درجة اولى كاذبه بالاعتماد على صبغة كلورازول السوداء BH.