ارائه کننده: فرشاد محمدبیگی
استاد راهنما: دکتر حبیب اله یونسی
استاد مشاور: دکتر نادر بهرامی فر
استاد ناظر داخلی: دکتر مهدی رحمانی نیا
استاد ناظر خارجی: دکتر مصطفی رحیم­نژاد نجارکلائی
نماینده تحصیلات تکمیلی: دکتر سامره فلاحتکار
تاریخ: 1403/06/13
ساعت: 9
مکان: سالن اصلی کاخ 

چکیده:
امروزه منابع آبی کره زمین در معرض خطر آلاینده­ های مختلفی از جمله عناصر سمی قرار گرفته­ اند. یون‌های این عناصر، به ویژه کروم شش ظرفیتی ]کروم [(VI)، به دلیل سمی بودن، قابلیت سرطان‌زایی و عدم تجزیه‌پذیری، تهدیدی جدی برای اکوسیستم‌ها و تمامی موجودات زنده محسوب می‌شوند. اما کروم (VI) در حالت کاهش یافته، به شکل کروم (III)، سمیت کمتری داشته و به مقدار کم برای بدن انسان ضروری است. بنابراین استفاده از تکنولوژی‌های نوین، کارآمد و اقتصادی برای تصفیه پسآب و همچنین حذف کروم (VI)  و کم­ خطرسازی آن­ امری اجتناب­ ناپذیر است. امروزه، روش‌های اکسیداسیون پیشرفته به دلیل ویژگی‌های منحصربه­ فردشان مورد توجه قرار گرفته‌اند. در این بین، فوتوکاتالیست‌ها به دلیل هزینه پایین، کارایی بالاتر و رویکردهای سبز و سازگار با محیط زیست، توجه بیشتری را به خود جلب کرده‌اند. در این پژوهش، کاهش فوتوکاتالیستی کروم  (VI)در محلول‌های آبی با استفاده از نانوکامپوزیت Bi₄Ti₃O₁₂/CQDs مورد بررسی قرار گرفت. نانوکامپوزیتBi₄Ti₃O₁₂/CQDs  با استفاده از پروسکایت بیسموت تیتانات (Bi₄Ti₃O₁₂) و نقاط کوانتومی کربنی (CQDs) حاصل از پسماند پلی‌استایرن انبساطی سنتز شد. آنالیزهای شناسایی ساختار شاملXRD، FT-IR، FE-SEM، EDS-MAP، TEM، TGA و UV-Vis DRS برای تحلیل ویژگی‌های نانومواد انجام شد. بر اساس نتایج آزمون‌ها، آنالیزXRD  حضور ترکیبات و فازهای کریستالی در نانوذره مورد نظر را تأیید کرد. همچنین آنالیز FT-IR  نشان‌دهنده وجود گروه‌های عاملی، تزئین و پوشش پروسکایت با CQDs بود. از طرف دیگر، تکنیک UV-Vis DRS نشان داد که شکاف انرژی پس از تزئین، از 07/3 به 83/2 الکترون‌ولت کاهش یافته است. در نهایت با توجه به آنالیز TEM، پوشش کامل پروسکایت بیسموت تیتانات با نقاط­کوانتومی­کربنی به اثبات رسید. همچنین شرایط بهینه برای کاهش فوتوکاتالیستی کروم (VI) شامل 3=pH، دمای واکنش 25 درجه سانتی­گراد، دوز 300 میلی‌گرم بر لیتر نانوکامپوزیت و غلظت اولیه 25 میلی­ گرم بر لیتر محلول کروم  (VI)بود. در نتیجه، فرآیند کاهش فوتوکاتالیستی تحت این شرایط، راندمان حدود 100 درصدی داشت. علاوه­ بر ­این، آزمایش‌های کنترلی نشان دادند که نانوکامپوزیت Bi₄Ti₃O₁₂/CQDs  نسبت به پروسکایت بیسموت تیتانات خالص، کارایی تقریبا دو برابر بیشتر برای حذف کروم (VI) دارد. همچنین این تحقیق نشان داد که استفاده از نانوکامپوزیت سنتز شده به عنوان فوتوکاتالیست، می‌تواند یک روش موثر، پایدار و سازگار با محیط­ زیست برای تصفیه فاضلاب‌های حاوی کروم (VI) باشد زیرا قابلیت استفاده مجدد فوتوکاتالیست تهیه‌شده مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که این نانوکامپوزیت پس از پنج بار استفاده مجدد همچنان قادر است بیش از 90 درصد کروم (VI) را حذف و همزمان به کروم (III) تبدیل کند. بر اساس نتایج، نانوکامپوزیت سنتز شده توانایی کاهش کروم (VI)  را تحت تابش نور مرئی (لامپ COB 150 وات) دارد و می‌تواند به عنوان یک فوتوکاتالیست کارآمد برای تصفیه پساب‌های حاوی فلز سنگین کروم استفاده شود.