تخریب آلاینده آلی رنگی با استفاده از فتوکاتالیست مگنتیت/سولفید روی سنتز شده با روش شیمیایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• شیرین کلانتری ¹
• علی شکوه‏ فر ¹
• محمدرضا خدابخش ²

¹ دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

² پژوهشکده مهندسی مواد و فرایندهای پیشرفته، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش، سنتز نانوکامپوزیت اکسید آهن/نیمه‏رسانا با خواص مغناطیسی و فتوکاتالیستی برای تجزیه آلاینده آلی می‏باشد. این نانوکامپوزیت علاوه بر داشتن کاربرد مناسب فتوکاتالیستی برای تخریب آلاینده‏های آلی رنگی، قابلیت بازیابی و تکرارپذیری نیز به دلیل خاصیت مغناطیسی دارد. از این‌رو نانوکامپوزیت اکسید آهن/سولفید روی  با خاصیت فلوئورسنت و سوپرپارامغناطیس سنتز و مشخصه‏یابی شد. در مرحله اول نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی به کمک آهن کلراید 4 و 6 آبه تهیه شد و سپس نانوکامپوزیت اکسید آهن/سولفید روی  با روش هم‏رسوبی سنتز شد. به منظور تایید فازهای تشکیل شده و محاسبه اندازه میانگین کریستالی نمونه‏های سنتز شده XRD انجام شد، نتایج این آنالیز حضور هم‌زمان فازهای مکعبی اکسید آهن و سولفید روی  را تایید کرد. بررسی مورفولوژی نمونه‏های سنتز شده با کمک SEM انجام پذیرفت، تصویر SEM نانوکامپوزیت اکسید آهن/سولفید روی  را با مورفولوژی کروی نشان می‏دهد، قطر نانوکامپوزیت سنتز شده بین 50 تا nm 150 متغیر است. با بررسی تصویر میکروسکوپ فلوئورسانس نانوکامپوزیت اکسید آهن/سولفید روی  تحت تابش نور UV، نور آبی رنگی از آن مشاهده شد که مشخصه خاصیت فلوئورسنت نانوکامپوزیت سنتز شده است. خاصیت مغناطیسی نمونه‏های سنتز شده توسط VSM بررسی شد. نتایج آنالیز مغناطیسی خاصیت سوپرپارامغناطیس بودن نانوکامپوزیت سنتز شده را نشان داد. با استفاده از طیف نورسنج UV-Vis کاهش پیک جذبی آلاینده رنگی مورد ارزیابی قرار گرفت و درصد حذف رنگ محاسبه شد. بعد از مدت زمان تابش لامپ UV-C (300 دقیقه) حدود 90% از رنگ ردامین-بی از محلول آبی حذف شد.

کلیدواژه‌ها

• نانوکامپوزیت
• فتوکاتالیست
• آلاینده رنگی
• نیمه‏رسانا
• مغناطیس

---

مراجع

• Wang, N. Bi, H. Zhang, W. Tian, T. Zhang, P. Wu, W. Jiang, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 585, 2020, 124105.
• Ayesha, U. Jabeen, A. Naeem, P. Kasi, M.N.K. Malghani, S.U. Khan, J. Akhtar, M. Aamir, Results in Chemistry, 2, 2020, 100023.
• Algarin, M. Amaya, R. Solano, D. Patino-Ruiz, A. Herrera, Nano-Structures & Nano-Objects, 26, 2021, 100730.
• Li, Y.Y. Cui, Y.J. Chen, C.X. Yang, Microporous and Mesoporous Materials, 296, 2020, 110013.
• Diaz-Angulo, J. Lara-Ramos, M. Mueses, A. Hernandez-Ramirez, G.L. Puma, F. Machuca-Martinez, Chemical Engineering Journal, 381, 2020, 122520.
• S. Kosera, T.M. Cruz, E.S. Chaves, E.R.L. Tiburtius, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 344, 2017, 184.
• Wu, C. Jiang, V.A.L. Roy, Nanoscale, 7, 2015, 38.
• G. Manyar, P. Iliade, L. Bertinetti, S. Coluccia, Journal of Colloid and Interface Science, 354, 2011, 511.
• Yu, G. Chen, Q. Wang, Y. Li, Energy & Environmental Science, 4, 2011, 3652.
• Shah, K.S. Siddhapara, D.V. Shah, Physics, 15, 2018, 1.
• Tang, D.C. Cameron, Thin Solid Films, 280, 1996, 221.
• Falcony, M. Garcia, A. Ortiz, J.C. Alonso, Journal of Applied Physics, 72, 1992, 1525.
• Koc, B. Karakus, K. Rajar, E. Alveroglu, Superlattices and Microstructures, 110, 2017, 198.
• Liu, X. Zhou, Y. Zhai, J. Du, F. Xu, H. Zhai, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 29, 2018, 8320.
• Rashidi Dafeh, P. Iranmanesh, P. Salarizadeh, Materials Science and Engineering: C, 98, 2019, 205.
• K. Mondal, G. Phukan, N. Paul, J.P. Borah, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 528, 2021, 167809.
• Hong, X. Shu, Y. Qin, J. Cui, Z. Yong, Y. Wu, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 29, 2016, 2367.
• Liu, H. Yuan, Z. Kou, X. Wu, Q. Xu, Y. Zhai, Y. Sui, B. You, J. Du, H. Zhai, Scientific Reports, 5, 2015, 1.
• Yu, Y. Shan, K. Chen, Materials Chemistry and Physics, 212, 2018, 142.
• Yu, J. Wan, Y. Shan, K. Chen, X. Han, Chemistry of Materials, 21, 2009, 4892.
• Stefan, C. Leostean, O. Pana, M.L. Soran, R.C. Suciu, E. Gautron, Applied Surface Science, 288, 2014, 180.
• Q. Zhu, N. Liu, N. Zhang, Y. Song, M.S. Stanislaus, C. Zhao, Y. Yang, Journal of Environmental Chemical Engineering, 6, 2018, 2724.