ساخت نانو ذرات اکسید روی و استفاده از آن در تبدیل فتوکاتالیستی گازهای گلخانه ای
این پروژه مهندسی شیمی با موضوع ساخت نانو ذرات اکسید روی و استفاده از آن در تبدیل فتوکاتالیستی گازهای گلخانه ای جهت اخذ درجه کارشناسي ارشد رشته ی مهندسی شیمی گرایش پیشرفته ارائه شده است. پروژه مهندسی شیمی با موضوع ساخت نانو ذرات اکسید در قالب فایل Word برای دانلود ارائه شده است. همچنین فایل پاورپوینت پروژه جهت ارائه به صورت 30 اسلاید استاندارد پیوست شده است.
چکیده
در این مطالعه از نانو ذرات اکسید روی در تبدیل فتوکاتالیستی متان و کربن دی اکسید، به عنوان مهم ترین گازهای گلخانه ای استفاده شد. برای تهیه نانو ذرات اکسید روی از روش سونو شیمیایی استفاده شد و با نشاندن ذرات کاتالیست ZnO بر روی توری، آزمایش کاهش کربن دی اکسید و متان تحت تابش نور فرابنفش، در یک راکتور ناپیوسته در محیط گازی انجام شد. خواص مختلف نانو اکسید روی ساخته شده از طریق آنالیز های XRD، SEM،FTIR و UV-vis بررسی شد. نتایج آنالیز XRD و FTIR تاییدی بر ساخته شدن ZnO خالص بود. با استفاده از آنالیز SEM اندازه ی تقریبی ذره ها در محدوده ی 80 تا 90 نانومتر تخمین زده شد. طیف UV-vis نیز گسترش ناحیه جذب نانو ذرات را به سمت محدوده ی مرئی نشان داد که باعث عملکرد بهتر فتوکاتالیست در ناحیه های نزدیک به نور مرئی می شود. شناسایی محصولات حاصل از فرآیند کاهش فتوکاتالیستی گازهای CO2 و ,CH4 با استفاده از GC مجهز به آشکار ساز TCD و آنالیز FTIR انجام گرفت. آنالیز محصولات حاصل از واکنش توسط FTIR تولید مشتقات استات و فرمات را نشان داد. براساس نتایج حاصل از آزمایش های انجام شده، درصد تبدیل فتوکاتالیستی گازهایCO2 و CH4 توسط نانو ZnO به ترتیب 14،3 و 7/14% بودند. این در حالی است که این مقادیر برای نمونه ZnO تجاری 8، 5 و 7/8% بدست آمدند.
کلمات کلیدی: نانو ذرات، اکسید روی، گازهای گلخانه ای، فتوکاتالیست
فهرست مطالب این پروژه مهندسی شیمی با موضوع ساخت نانو ذرات اکسید روی و استفاده از آن در تبدیل فتوکاتالیستی گازهای گلخانه ای به شرح زیر است:
فصل اول: گاز های گلخانه ای
مقدمه
گازهای گلخانه ای و منابع تولید آن ها
عوامل ایجاد اثر گلخانه ای
مکانیزم اثر گلخانه ای
فواید اثر گلخانه ای
اثرات مخرب گازهای گلخانه ای بر محیط زیست
افزایش دمای کره زمین و تغییر رژیم آب و هوایی
ذوب شدن یخ ها و جاری شدن سیلاب
بالا آمدن سطح آزاد دریا ها و فرو رفتن خشکی های ساحلی در آب..
اثر سوء گرم شدن هوا بر سلامت انسان
اثرات نامطلوب بر اکوسیستم های طبیعی
تغییرات شدید در وضعیت پدیده های جوی و میزان بارندگی ها
فصل دوم: فتوکاتاليست ها و واکنشهای فتوکاتاليستی، نانو فتوکاتالیست ها
مقدمه
نور و مفاهیم اولیه آن
اشعه ماوراء بنفشUV
فتوکاتالیست ها
نیمه رسانا ها
چاهک های الکترون
مكانیسم واكنش های فتوكاتالیستی
ویژگی های فتوکاتالیست مناسب
فتوكاتالیست های بررسی شده
اكسید روی
کاربردهایی از اکسید روی در حذف آلودگی از آب و جو
نانو فتوکاتالیست ها
مزیت های نانوفتوکاتالیست نسبت به فتوکاتالیست های با ابعاد بزرگ تر
فصل سوم: مروری بر کارهای انجام شده در زمینه کاهش فتوکاتالیستی CO و CH
مقدمه
استفاده از کربن دی اکسید و تبدیل آن به مواد مفید
تبدیل شیمیایی کربن دی اکسید
احیا فتو شیمیایی
فتو سنتز
تبدیل فتوکاتالیستی CO با استفاده از کاهنده های مختلف
احیا شیمیایی و الکترو شیمیایی
تبدیل معدنی کربن دی اکسید
استفاده از متان و تبدیل آن به مواد مفید
تولید متانول از متان در حضور فتوکاتالیست
تولید هیدروکربن های سنگین از متان
جفت شدن غیر اکسایشی فتوکاتالیستی متان
استفاده از متان به عنوان ماده اولیه در تولید گاز سنتز به روش های مختلف
گازی شکل کردن زغال سنگ
رفرمینگ هیدروکربن ها
تبدیل متان با بخار آب (SRM)
تبدیل متان با دی اکسید کربن(DRM)
تبدیل متان با اکسیژن و بخار آب (ATR)
اکسیداسیون جزئی هیدروکربن ها
تبدیل کربن دی اکسید و متان با هم
فصل چهارم: مواد و روش ها
مقدمه
مواد شیمیایی و لوازم به کار رفته
ساخت کاتالیست
آماده سازی کاتالیست برای استفاده در راکتور
سیستم آزمایشگاهی
سیستم راکتوری و روش انجام آزمایش
مدار الکتریکی
ترکیب درصد گازهای گلخانه ای پس از واکنش
شناسایی محصولات خروجی واکنش فتوکاتالیستی
آنالیز نمونه ها
طیف سنجی فرابنفش مرئی (UVvis)
پراش سنجی اشعه ایکس (XRD)
میکروسکوپ الکترونی پویشی(SEM)
آنالیز تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR)
فصل پنجم : نتایج و بحث
مقدمه
نتایج آنالیز XRD
ریخت شناسی سطوح(SEM)
آنالیز طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)
آنالیز طیف سنجی UVvis
بررسی فعالیت فتوکاتالیستی
آنالیز محصولات واکنش
مکانیسم فتوکاتالیستی CO و CH در حضور کاتالیست ZnO
فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات
نتیجه گیری
پیشنهادات
منابع