LABORATORIUM Podstawowe Procesy Jednostkowe

dr inż. Katarzyna Pstrowska

Krystyna Białkowska, 199265 (zajęcia odróbkowe)

Klaudia Gajewska, 199798

SPRAWOZDANIE

Temat: Fotodegradacja organicznych zanieczyszczeń wody.

1. Cel ćwiczenia:

-okreÅ›lenie aktywnoÅ›ci fotokatalitycznej katalizatora (TiO₂) w procesie fotodegradacji organicznego zwiÄ…zku modelowego na podstawie zmian stężenia modelowej substancji (bÅ‚Ä™kitu metylenowego) podczas naÅ›wietlania jej promieniami UV.

1. Przebieg doświadczenia:

1. Wyznaczanie krzywej wzorcowej:

1. Sporządzenie roztworów wzorcowych o następujących stężeniach: 6,400 ; 12,810 ; 25,625 ; 51,250 ; 102,500 ; 205,000 ppm.

2. Dwukrotny pomiar absorbancji dla każdego stężenia roztworu.

3. Wykonanie wykresu krzywej wzorcowej.

1. Badanie aktywności fotokatalitycznej katalizatora:

1. Odważenie katalizatora (TiO₂)- m=0,1700g i umieszczenie go w reaktorze.

2. Dodanie do odważonego katalizatora 400 ml wcześniej przygotowanego i odmierzonego roztworu wyjściowego o stężeniu 205 ppm.

3. Włączenie mieszadła magnetycznego i pozostawienie mieszaniny reakcyjnej na 10 min w ciemni w celu uzyskania równowagi adsorpcyjnej.

4. Włączenie kriostatu, włączenie lampy rtęciowej o mocy 450 W- początek naświetlania.

5. Pobieranie próbek roztworu co 15 min przez godzinę.

6. Pomiar absorbancji każdej z próbek (w tym próbki wyjściowej).

7. Obliczenie stężeń roztworów na podstawie wyznaczonego równania krzywej wzorcowej i zmierzonej absorbancji oraz określenie stopnia degradacji (konwersji).

1. Obliczenia i wyniki.

1. Krzywa wzorcowa

c [ppm]	abs
6,410	0,177
12,810	0,289
25,625	0,489
51,250	0,808
102,500	1,326
205,000	2,038

1. Zmiany stężenia roztworu błękitu metylenowego w czasie naświetlania.

t [min]	abs 1	abs 2	abs śr	c [ppm]	α [%]
0	1,939	1,959	1,9490	194,90	4,9268
15	1,827	1,939	1,8830	188,30	8,1463
30	1,516	1,504	1,5100	151,00	26,3415
45	1,353	1,427	1,3900	139,00	32,1951
60	1,320	1,327	1,3235	132,35	35,4390

1. Obliczanie stężeń na podstawie równania krzywej wzorcowej oraz zmierzonej absorbancji:

Abs=0,01*c

Abs-absorbancja

c-stężenie [ppm]

α-stopień konwersji [%]

-roztwór wyjściowy (c=205ppm)

1. Wykres zależności absorbancji od obliczonych stężeń poszczególnych próbek:

2. Wykres zależności stężenia badanych próbek od czasu degradacji:

1. Wnioski:

Po godzinie naświetlania roztworu błękitu metylenowego uzyskaliśmy 35% stopień degradacji. Na podstawie wykresu zależności stężenia degradowanego związku od czasu przeprowadzonego naświetlania, zauważyć można jak najefektywniej proces przebiegał w ciągu 30 min. W kolejnych minutach stężenie fotodegradowanego roztworu błękitu dalej się zmniejsza lecz nie w tak znaczącym stopniu.