Synthesis of TiO2-Graphene composites for the photocatalytic degradation of organic pollutants in the aqueous phase

Abstract

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η δημιουργία οξειδίου του γραφίτη, η χρήση του για την σύνθεση στερεών σύνθετων καταλυτών καθώς και η εφαρμογή τους στη διαδικασία αποδόμησης οργανικών ρύπων. Τα συνθετικά μέρη αυτών των καταλυτών είναι το Ισοπροποξείδιο του τιτανίου(TIP,) που είναι πρόδρομη ένωση του TiO2, και το Οξείδιο του Γραφενίου(GO).

Το πρώτο βήμα της εργασίας ήταν ο σχεδιασμός των πειραμάτων, η κατασκευή του θαλάμου ακτινοβόλησης και η λειτουργία του εξοπλισμού ο οποίος θα χρησιμοποιείτο. Δεύτερο βήμα αποτέλεσε η παραμετροποίηση των διατάξεων και των συσκευών . Οι παράμετροι οι οποίοι μεταβλήθηκαν ήταν αρκετοί πράγμα που σημαίνει μεγάλο εύρος και αριθμό πειραμάτων. Συγκεκριμένα ήταν: ο χρόνος, η θερμοκρασία, το pH, οι διαλύτες, οι συγκεντρώσεις του Γραφενίου σε σχέση με το Τιτάνιο και οι οργανικοί ρύποι προς διάσπαση.

Η παραμετροποίηση της διάταξης συγκεκριμένα πραγματοποιήθηκε σε δύο διαδικασίες: Πρώτη Διαδικασία-Σύνθεση Καταλυτών με τη χρήση Υδροθερμικού Αντιδραστήρα Η διαδικασία σύνθεσης εστιάσθηκε στις μεταβλητές εκείνες του συστήματος ώστε να επιτευχθεί η βέλτιστη αναγωγή του οξειδίου Γραφενίου και παράλληλα η σύζευξη του με το TIP. Αυτές οι μεταβλητές ήταν ο χρόνος της αντίδρασης, το pH, η θερμοκρασία, ο διαλύτης που χρησιμοποιήθηκε και η συγκέντρωση του γραφενίου και τιτανίου . Δεύτερη διαδικασία- Αποδόμηση των Οργανικών Ρύπων Στη διαδικασία αποδόμησης των οργανικών ρύπων, έχοντας επιτύχει την σύνθεση του βέλτιστου καταλύτη μέσω της προηγούμενης διαδικασίας, στόχος ήταν η επίτευξη της βέλτιστης προσρόφησης του ρύπου καθώς και στην ταχύτερη αποδόμηση του υπό UV irradiation, μεταβάλλοντας το χρόνο ακτινοβόλησης και τον εκάστοτε ρύπο. Ο διαλύτης ήταν το νερό ο οποίος και παρέμεινε σταθερός για όλα τα πειράματα.