Photocatalytic Degradation of 2-Chlorophenol in Water with Direct Solar Light using Pristine and Kaolinite Supported ZnO
Date
2015
Authors
Tamara Basem Qasem Zorba
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
The photocatalytic degradation of 2-chlorophenol in water under direct sun light was studied using ZnO as semiconductor photocatalyst. Different forms of catalyst were used, namely commercial ZnO, synthetic ZnO and for the first time using composite of ZnO/Kaolinite. These forms were characterized by photoluminescence and UV-visible spectra and the results indicate that the ZnO particles varied in size as: ZnO/Kaolinite < synthetic ZnO < commercial ZnO. The photodegradation of 2-chlorophenol was investigated under different conditions including effect of contaminant concentration, effect of catalyst amount and effect of pH. To study catalyst efficiency, values of overall rate, turnover number (T.N.), turnover frequency (T.F.), degradation percentage and quantum yield (Q.Y.) were all calculated.
Under neutral conditions, different ZnO forms catalyzed the photodegradation of 2-chlorophenol in water. The results were compared between ZnO forms, synthetic ZnO showed higher efficiency than commercial ZnO. Commercial ZnO/Kaolinite composite showed higher efficiency than commercial ZnO and synthetic ZnO. The order of efficiency using different form of ZnO system is commercial ZnO< synthetic ZnO< commercial ZnO/Kaolinite. Increasing contaminant concentration, catalyst amount and pH increased photodegradation rates. A mechanism is provided to explain how the photodegradation occurs.
لقد تم دراسة التحطيم الضوئي ل 2-كلوروفينول في الماء تحت اشعة الشمس المباشرة باستخدام شبه الموصل أكسيد الزنك كحفاز ضوئي. استخدمت أشكال مختلفة من المحفزوهي أكسيد الزنك التجاري، أكسيد الزنك الاصطناعي ولأول مرة استخدام مركب أكسيد الزنك المثبت على الفخار(كالونايت). هذه الانواع تم تشخيصها باستخدام الوميض الضوئي والامتصاص الضوئي وأشارت النتائج الى ان جزيئات أكسيد الزنك تختلف في الحجم كما يلي: أكسيد الزنك/كالونايت < أكسيد الزنك الصناعي < أكسيد الزنك التجاري. وقد تم تحقيق التحلل الضوئي ل 2-كلوروفينول في ظل ظروف مختلفة تشمل تأثير تركيز الملوثات, تأثير كمية المحفز, وتأثير درجة الحموضة. لدراسة كفاءة المحفز تم حساب المعدل العام والمعطائية والمعطائية الزمنية ونسبة التحلل والعائد العام للنتائج. في ظل الظروف العادية، تم تحفيز أشكال أكسيد الزنك المختلفة باستخدام التحلل الضوئي لـل 2-كلورفينول في المياء. تم مقارنة النتائج بين أشكال أكسيد الزنك وكانت كفاءة أكسيد الزنك الاصطناعي أعلى من أكسيد الزنك التجاري. و مركب اكسيد الزنك التجاري/كالونايت أعلى كفاءة من اكسيد الزنك التجاري وايضاَ مركب اكسيد الزنك التجاري/كالونايت اكثر كفاءة من اكسيد الزنك الصناعي. وبالتالي كان ترتيب الكفاءة باستخدام أشكال مختلفة من أكسيد الزنك هو أكسيد الزنك التجاري< أكسيد الزنك <أكسيد الزنك الاصطناعي<اكسيد الزنك التجاري/كالونايت. زيادة تركيز الملوثات، وكمية المحفز ودرجة الحموضة تزيد من معدلات التحلل الضوئي. هذا وقد تم مناقشة ميكانيكية مناسبة لتفاعل التحطيم بالحفاز الضوئي المستخدم.
لقد تم دراسة التحطيم الضوئي ل 2-كلوروفينول في الماء تحت اشعة الشمس المباشرة باستخدام شبه الموصل أكسيد الزنك كحفاز ضوئي. استخدمت أشكال مختلفة من المحفزوهي أكسيد الزنك التجاري، أكسيد الزنك الاصطناعي ولأول مرة استخدام مركب أكسيد الزنك المثبت على الفخار(كالونايت). هذه الانواع تم تشخيصها باستخدام الوميض الضوئي والامتصاص الضوئي وأشارت النتائج الى ان جزيئات أكسيد الزنك تختلف في الحجم كما يلي: أكسيد الزنك/كالونايت < أكسيد الزنك الصناعي < أكسيد الزنك التجاري. وقد تم تحقيق التحلل الضوئي ل 2-كلوروفينول في ظل ظروف مختلفة تشمل تأثير تركيز الملوثات, تأثير كمية المحفز, وتأثير درجة الحموضة. لدراسة كفاءة المحفز تم حساب المعدل العام والمعطائية والمعطائية الزمنية ونسبة التحلل والعائد العام للنتائج. في ظل الظروف العادية، تم تحفيز أشكال أكسيد الزنك المختلفة باستخدام التحلل الضوئي لـل 2-كلورفينول في المياء. تم مقارنة النتائج بين أشكال أكسيد الزنك وكانت كفاءة أكسيد الزنك الاصطناعي أعلى من أكسيد الزنك التجاري. و مركب اكسيد الزنك التجاري/كالونايت أعلى كفاءة من اكسيد الزنك التجاري وايضاَ مركب اكسيد الزنك التجاري/كالونايت اكثر كفاءة من اكسيد الزنك الصناعي. وبالتالي كان ترتيب الكفاءة باستخدام أشكال مختلفة من أكسيد الزنك هو أكسيد الزنك التجاري< أكسيد الزنك <أكسيد الزنك الاصطناعي<اكسيد الزنك التجاري/كالونايت. زيادة تركيز الملوثات، وكمية المحفز ودرجة الحموضة تزيد من معدلات التحلل الضوئي. هذا وقد تم مناقشة ميكانيكية مناسبة لتفاعل التحطيم بالحفاز الضوئي المستخدم.