Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Photocatalytic degradation of organic dyes by titanium dioxide in an air-lift reactor

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การย่อยสลายโดยใช้แสงของสีย้อมอินทรีย์ด้วยไทเทเนียมไดออกไซด์ในเครื่องปฏิกรณ์แบบอากาศยก

Year (A.D.)

2006

Document Type

Thesis

First Advisor

Akawat Sirisuk

Second Advisor

Prasert Pavasant

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

Master of Engineering

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Chemical Engineering

DOI

10.58837/CHULA.THE.2006.1634

Abstract

The photocatalytic degradation of crocein orange G and methylene blue in aqueous solution over TiO[subscript2] in three different photoreactors namely, airlift reactor, bubble column reactor, and stirred tank reactor were investigated. Titanium dioxide was synthesized via a sol-gel method and titanium isopropoxide is employed as a precursor. Characterization of the catalyst revealed that TiO[subscript2] primarily consists of anatase phase with a very small amount of brookite phase. The crystallite size of anatase TiO[subscript2] was approximately 5 nm and the specific surface area of TiO[subscript2] was 170 m[superscript2] g[superscript-1]. The parameters studied included diameter of draft tube aeration rate, pH of dye solution, initial concentration of dye and types of photoreactors. Diameter of draft tube had no significant effect on the performance of the photoreactor system The performance of the system was better when aeration rate was higher, pH of the solution is suitable to the type of dyes and the initial concentration of dye was lower. Among the three photoreactors studied, an airlift reactor performed the best due to high dissolved oxygen concentration and good mixing and good circulation in the reactor. Furthermore the Langmuir-Hinshelwood kinetic model was able to describe the reaction kinetics fairly well.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาปฏิกิริยาการย่อยสลายโดยใช้แสงของสารละลายสีย้อมอินทรีย์โครซีนออเรนจ์จี และเมทิลีนบลูด้วยไทเทเนียไดออกไซด์ในเครื่องปฏิกรณ์แบบใช้แสงที่แตกต่างกัน 3 ชนิด คือ เครื่องปฏิกรณ์แบบอากาศยก เครื่องปฏิกรณ์แบบถังสัมผัสอากาศธรรมดา และเครื่องปฏิกรณ์แบบถังกวน ตัวเร่งปฏิกิริยาไทเทนียมไดออกไซด์เตรียมได้จากวิธีโซล-เจลโดยใช้ไทเทเนียมไอโซโพรพรอกไซด์เป็นสารตั้งต้น จากการทดสอบสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยาพบว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาไทเทเนียมไดออกไซด์ประกอบด้วยเฟสอนาเทสเป็นส่วนใหญ่และมีเฟสบรูคไคท์อยู่เพียงเล็กน้อย ตัวเร่งปฏิกิริยาไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เตรียมได้มีผลึกของเฟสอนาเทสขนาดประมาณ 5 นาโนเมตร และมีพื้นผิว 170 ตารางเมตรต่อน้ำหนักตัวเร่งปฏิกิริยา (กรัม) การทดลองนี้ทำการศึกษาผลของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อภายในของเครื่องปฏิกรณ์แบบอากาศยกอัตราการป้อนอากาศ ค่าความเป็นกรด-เบสของสารละลายสีย้อม ความเข้มข้นเริ่มต้นของสารละลายสีย้อม และชนิดของเครื่องปฏิกรณ์แบบใช้แสง ผลการศึกษาพบว่าขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อภายในของเครื่องปฏิกรณ์แบบอากาศยกไม่มีผลต่อประสิทธิภาพของระบบ ระบบมีประสิทธิภาพดีขึ้นเมื่อ อัตราการป้อนอากาศเพิ่มขึ้น ค่าความเป็นกรด-เบสของสารละลายสีย้อมแต่ละชนิดนั้นเหมาะสม และความเข้มข้นเริ่มต้นของสารละลายสีย้อมลดลง จากการศึกษาผลของเครื่องปฏิกรณ์แบบใช้แสงทั้ง 3 ชนิดพบว่า เครื่องปฏิกรณ์แบบอากาศยกมีประสิทธิภาพดีที่สุดซึ่งเป็นผลมาจาก ค่าความเข้มข้นของออกซิเจนที่มาก เครื่องปฏิกรณ์มีการผสมและการหมุนเวียนที่ดี นอกจากนี้แบบจำลองทางจลนศาสตร์ของแลงเมียร์ฮินเชลวูดสามารถอธิบายข้อมูลทางจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาได้เป็นอย่างดี

Link to Full Text

Share

COinS