Photocatalytic Removal of Phenol Using Supported Nano-Tio2 Doped with Lanthanum
Titanium dioksida (TiO2), memainkan peranan utama dalam jenis rawatan ini kerana ciri-ciri yang istimewa yang dipunyainya seperti kos yang rendah, lengai, tidak bertoksik dan juga sangat stabil. Walaubagaimanapun, beberapa pengubahsuaian perlu dilakukan untuk menambah baik kekurangannya. TiO2 kom...
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Thesis |
| Language: | English |
| Published: |
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://eprints.usm.my/40718/1/Photocatalytic_Removal_of_Phenol_Using_Supported_Nano-Tio2_Doped_with_Lanthanum.pdf http://eprints.usm.my/40718/ |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Summary: | Titanium dioksida (TiO2), memainkan peranan utama dalam jenis rawatan ini
kerana ciri-ciri yang istimewa yang dipunyainya seperti kos yang rendah, lengai, tidak
bertoksik dan juga sangat stabil. Walaubagaimanapun, beberapa pengubahsuaian perlu
dilakukan untuk menambah baik kekurangannya. TiO2 komersial, Degussa P25
fotopemangkin telah diubahsuai dengan mendopkan bersama lantanum menggunakan
kaedah impregnasi basah dan sekatgeraknya ke atas gel silika. Fotopemangkin ini telah
berjaya disintesis untuk mendegradasi bahan organic tercemar yang terpilih, iaitu
fenol, secara berkesan di bawah cahaya UV menggunakan sistem reaktor
berkelompok. Fotopemangkin ini telah dicirikan menggunakan Mikroskop Imbasan
Elektron (SEM), Spektroskopi serakan tenaga X-ray (EDX), Pembelauan sinar-X
(XRD), Brunauer-Emmett-Teller (BET), Spektroskopi UV-Vis dan Spektroskopi
Fourier Transform Infrared (FTIR). Pengubahsuaian pada TiO2 telah meningkatkan
fotoaktivitinya disebabkan oleh perubahan dalam jurang jalur tenaga, penggabungan
semula electron – lubang positif, saiz kristal, luas permukaan serta kitar semula
fotopemangkin. Amaun pendop lanthanum untuk fotopemangkin yang terbaik ialah
2.0 mol% (La:Ti) manakala bagi gel silika sebagai sokongan pula iaitu dalam nisbah
berat ialah sebanyak 3:1 (Ti:Si). Fotopemangkin ini dikenali sebagai 2.0 La-TiO2/ gel
silika. Keputusan dalam degradasi pemfotopemangkinan fenol adalah sehingga 98%
berbanding dengan TiO2 P25 komersial 57.9% sahaja dalam masa 4 jam dengan
menggunakan cahaya UV A. 2.0 La-TiO2/ gel silika juga terbukti mempunyai
kebolehgunaan yang sangat baik selepas tiga kali penggunaan dan juga keupayaan
mendapan yang efisien. Pelbagai parameter operasi seperti kepekatan awal fenol, pH
awal fenol dan juga dos fotopemangkin dikaji. Hasil kajian menunjukkan bahawa
keadaan yang terbaik adalah seperti berikut: kepekatan awal fenal 10 ppm, dos
fotopemangkin sebanyak 1.0 g / L niai pH awal fenol sebanyal 5.3. Kinetik untuk
degradasi pemfotopemangkinan fenol juga telah dikaji dengan menggunakan model
Langmuir-Hinshelwood. Keputusan menunjukkan bahawa kinetik tindak balas untuk
kajian ini mematuhi kinetik pseudo-pertama dengan nilai k (pemalar kadar
tindakbalas) dan K (pemalar keseimbangan penjerapan) sebanyak 1.149 mg / L.min
dan 0.0106 L / mg masing-masing.
________________________________________________________________________________________________________________________
Titanium dioxide (TiO2), plays a main role in this treatment due its special
characteristics such as inert, non- toxic and also very stable. However, some
modifications have to be done to improve its limitation. Commercial TiO2, Degussa
P25 photocatalyst was modified by doping with lanthanum using wet impregnation
method and immobilized onto silica gel. It has been successfully synthesized in order
to degrade chosen organic pollutant, phenol, effectively under UV light using a batch
reactor system. The photocatalyst has been characterized using Scanning Electron
Microscope (SEM), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), X-ray diffraction
(XRD), Brunauer-Emmett-Teller (BET), UV-Vis spectroscopy and Fourier Transform
Infrared Spectroscopy (FTIR). The modification on TiO2 has enhanced its
photoactivity due to change in the energy band gap, electron-hole recombination,
crystalline size, surface area and also reusability of the photocatalyst. The best dopant
loading of lanthanum is 2.0 mol % (La:Ti) while for silica gel as a support is 3:1 (Ti/Si)
weight ratio for the photocatalyst. The photocatalyst is known as 2.0 La-TiO2/ silica
gel. The result in phenol photocatalytic degradation was up to 98% compare to
commercial TiO2 P25 alone 57.9% within 4 hours using UV A light. The 2.0 La-TiO2/
silica gel also proven to have an excellent reusability after the three time of usage and
sedimentation ability. Various operating parameters such as initial phenol
concentration, initial phenol pH and also photocatalyst loading dosage were examined.
The results showed that the best conditions are as follows: initial concentration of 10
ppm, photocatalyst loading 1.0 g/L, and initial phenol pH 5.3. Kinetic for
photocatalytic degradation of phenol also has been studied using Langmuir-
Hinshelwood model. Result showed that the reaction kinetic for this study followed
pseudo-first order kinetic with k (reaction rate constant) and K (equilibrium adsorption
constant) value of 1.149 mg/ L.min and 0.0106 L/ mg respectively.
|
|---|