Photocatalytic Degradation Of Phenol And Fast Green Fcf Using Lithium Doped Zno Under Fluorescent Light Irradiation
Zink oksida (ZnO), memainkan peranan utama dalam jenis rawatan ini kerana ciri-ciri yang istimewa yang dipunyainya seperti kos yang rendah, sesuai untuk alam sekitar dan sangat stabil. ZnO fotopemangkinan telah diubahsuai dengan mendopkan bersama Lithium (Li) menggunakan kaedah pemendakan kimia....
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Thesis |
| Language: | English |
| Published: |
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://eprints.usm.my/41580/1/Photocatalytic_Degradation_Of_Phenol_And_Fast_Green_Fcf_Using_Lithium_Doped_Zno_Under_Fluorescent_Light_Irradiation.pdf |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Summary: | Zink oksida (ZnO), memainkan peranan utama dalam jenis rawatan ini kerana
ciri-ciri yang istimewa yang dipunyainya seperti kos yang rendah, sesuai
untuk alam sekitar dan sangat stabil. ZnO fotopemangkinan telah diubahsuai
dengan mendopkan bersama Lithium (Li) menggunakan kaedah pemendakan
kimia. Fotopemangkinan ini telah berjaya disintesis dan telah dianalisa
dengan menggunakan kaedah pencirian Pembelauan sinar-X (XRD),
Microskop Imbasan Elektron (SEM), Mikroskop Penghantaran Elektron
(TEM), Spektroskop menyerap pantulan (UV-vis DRS) dan analisis luas
permukaan. Li merupakan dopan logam yang sangat baik kerana mampu
memerangkap pasangan elektron dan lubang yang terhasil. Aktiviti
pemfotomangkinan untuk ZnO yang tulen dan ketiga-tiga Li/ZnO dengan
jumlah Li yang berlainan (5 wt%, 7 wt% dan 10 wt%) telah diuji untuk
degradasi kedua-dua fenol dan Fast Green FCF di bawah penyinaran cahaya
pendafluor. Keputusan menunjukkan aktiviti pemfotomangkinan untuk
ketiga-tiga Li/ZnO lebih tinggi berbanding ZnO tulen yang disintesis dan
TiO2 komersial untuk penurunan fenol dan Fast Green FCF, terutamanya 7
wt% Li/ZnO yang menunjukkan prestasi pemfotomangkinan yang unggul
berbanding yang lain. Seterusnya, kesan daripada pembolehubah proses
seperti kepekatan awal bahan pencemar, bebanan fotomangkin dan pH
larutan terhadap penurunan kedua-dua bahan pencemar juga telah dikaji.
Kajian menunjukkan kondisi terbaik untuk kepekatan awal fenol dan Fast
Green adalah pada 5 mg/L. Di samping itu, bebanan fotomangkin yang
terbaik untuk penurunan fenol dan Fast Green FCF didapati pada 2g/L.
Tambahan lagi, fotodegradasi fenol dan Fast Green FCF yang baik telah
diperhatikan masing-masing pada pH 5.8 dan 4.4. Penggunaan semula yang
tinggi dan keupayaan pemisahan yang tinggi untuk 7 wt% Li/ZnO
mencadangkan potensi penggunaannya untuk aplikasi praktikal dalam
rawatan air kumbahan. Spesis aktif yang terlibat dalam penurunan fenol dan
Fast Green FCF telah dikaji dengan menambahkan bahan kimia tertentu
dalam tindakbalas larutan. Kemudian, radikal hidroksil dan anion superoksida
masing-masing dikenalpasti sebagai spesis aktif untuk penurunan fenol dan
Fast Green FCF. Selain itu, beberapa produk semasa penurunan fenol telah
dikesan menggunakan kromatografi cecair prestasi tinggi (HPLC), dan laluan
tentatif degradasinya telah dicadangkan. Analisis Kinetik penurunan fenol
dan Fast Green FCF dengan menggunakan 7 wt% Li/ZnO telah mematuhi
kinetik tertib-pertama diwakili oleh model Langmuir-Hinshelwood.
________________________________________________________________________________________________________________________
Zinc oxide (ZnO), plays a main role in this treatment due to its special
characteristic such as, non-toxic, low cost, environmental friendly and stable.
However, modification has to be done to improve its limitation. ZnO photocatalyst
was modified by doping with lithium (Li) using chemical precipitation method. It has
been successfully synthesized and synthesized photocatalyst was characterized by Xray
diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron
microscopy (TEM), UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy (UV-VIS DRS), and
surface analyzer. Li was found o be a promising metal dopant due to ability for
trapping the photogenerated electron hole pairs from recombine. The photocatalytic
activities of pure ZnO and three Li/ZnO with different Li loading (5 wt%, 7 wt% and
10 wt%) were being evaluated for the degradation of phenol and Fast Green FCF
under fluorescent light irradiation. Results showed that the photocatalytic activities
of all three Li/ZnO were higher than synthesized pure ZnO and commercial TiO2 for
both phenol and Fast Green FCF degradation, especially 7 wt% Li/ZnO which gives
superior photocatalytic performance compare to others. Next, effects of operating
parameters such as initial pollutant concentration, photocatalyst loading and solution
pH towards the photocatalytic degradation of both pollutants were investigated.
Results showed that the best conditions of initial phenol and Fast Green FCF
concentrations were found to be 5 mg/L. Besides, the optimal photocatalyst loading
was found at 2 g/L for both phenol and Fast Green FCF degradation. In addition,
favorable photodegradation of phenol and Fast Green FCF were observed at pH 5.8
and 4.4, respectively. The high reusability and high sedimentation test of 7 wt%
Li/ZnO were achieved suggested its potential usage for practical applications in
wastewater treatment. The actives species involved in phenol and Fast Green FCF
degradation were also investigated by adding certain chemical into the solution
reaction. Then, hydroxyl radical and superoxide anion radical are detected as active
species for phenol and Fast Green FCF degradation, respectively. In addition, several
intermediates product during phenol degradation were detected using high
performance liquid chromatography (HPLC), and its tentative pathway degradation
has been proposed. The kinetics analysis of the degradation of phenol and Fast Green
FCF was over 7 wt% Li/ZnO fitted well by the first-order kinetics represent by the
Langmuir-Hinshelwood model.
|
|---|