مشخصه‌یابی و تعیین کارایی فوتوکاتالیستی نانوالیاف SiO2 ساخته شده به روش الکتروریسی

محورهای موضوعی : نانومواد

رقیه سلطانی ناصری ¹ , حبیب حمیدی‌نژاد ²

1 - گروه فیزیک حالت جامد، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مازندران، بابلسر، مازندران، ایران
2 - گروه فیزیک حالت جامد، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مازندران، بابلسر، مازندران، ایران

تاریخ دریافت : 1400/07/26 تاریخ پذیرش : 1400/07/26 تاریخ انتشار : 1400/07/01

کلید واژه: الکتروریسی, نانوفتوکاتالیست, نانوالیاف اکسید سیلیکون, متیلن آبی, متیل نارنجی,

چکیده مقاله :

در این کار، نانوالیاف دی‌اکسید سیلیکون به روش الکتروریسی ساخته شد. سپس نانوالیاف تولید شده در یک کوره‌ الکتریکی در سه دمای 300، 500 و C° 700 و هر کدام به مدت h 2 در معرض عملیات حرارتی قرار گرفتند. به منظور تعیین مشخصات ساختاری نانوالیاف دی‌اکسید سیلیکون، از تکنیک‌های XRD، FESEM و EDX استفاده شد و همچنین پراکندگی عناصر آن با آنالیز X-MAP مشاهده شد. برای بررسی اثر فتوکاتالیستی، تجزیه رنگ‌های متیلن آبی و متیل نارنجی با استفاده از نانوالیاف دی‌اکسید سیلیکون به عنوان یک نانوفتوکاتالیست و با بکارگیری اشعه فرابنفش، بررسی شد. تصاویر FESEM، ساختار نانوالیاف SiO2 را با قطری در محدوده nm 400-500 نشان داد. نتایج XRD مربوط به نمونه‌های نانوالیاف اکسید سیلیکون کلسینه نشده، قله‌های گسترده‌ای در محدوده‌ی °25-15 = 2θ را با ساختاری آمورف نشان می‌دهد، نتایج نشان داد که بیشترین سرعت واکنش برابر min-1 4- 10×163 و کمترین سرعت واکنش برابر min-1 4- 10×61 و مربوط به رنگ متیل است. نانوالیاف SiO2 کلسینه ‌شده در دمای C° 700، خاصیت فتوکاتالیستی بهتری از نانوالیاف SiO2 کلسینه شده در دمای 500 و C° 300 به ترتیب برای تجزیه رنگ متیلن آبی و متیل نارنجی دارد. بر این اساس نانوالیاف اکسید سیلیکون به عنوان یک ماده جاذب ارزان و با امکان آماده‌سازی آسان در شرایط مختلف می‌تواند در تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار گیرد.

منابع و مأخذ:

• A. Yasin, J.A. Abbas, M.M. Ali, I.A. Saeed, I.H. Ahmed, Materials Today: Proceedings, 20, 2020, 482.‏


• Akhlaghian, H. Azadi, Iranian Journal of Health and Environment, 10, 2017, 249.‏


• Karcioglu-Karakas, R. Boncukcuoglu, I.H. Karakas, Separation Science and Technology, 54, 2019, 1141.


• Gallo-Cordova, J. Lemus, F.J. Palomares, M.P. Morales, E. Mazario, Science of the Total Environment, 7, 2020, 134.


• A. Matias, P.B. Vilela, V.A. Becegato, International Journal of Environmental Research, 13, 2019, 991.


• Zhu, Y. Zhang, Y. Shang, Y. Wen, Food and Bioprocess Technology, 12, 2019, 281.‏


• Liu, S. Fan, International Journal of Environmental Research and Public Health, 15, 2018, 1321.


• Chen, H. Zhang, W. Luo, Z. He, L. Zhang, BioResources, 15, 2020, 265.


• Q. Wu, Z.D. Shao, Q. Liu, Z. Xie, F. Zhao, Y.M. Zheng, Journal of Colloid and Interface Science, 553, 2019, 156.‏


• Khalil, N.M. Aboamera, W.S. Nasser, W.H. Mahmoud, G.G. Mohamed, Separation and Purification Technology, 224, 2019, 509.‏


• Fakhri, A. Feizbakhsh, E. Konoz, A. Niazi, Materials Research Express, 6, 2019, 105909.‏


• Cui, Y. Song, F. Wang, Y. Sheng, H. Zou, Applied Surface Science, 488, 2019, 284.‏


• Li, S. Sun, M. Ma, Y. Ouyang, W. Yan, Chemical Engineering Journal, 142, 2008, 147.


• Adnan, S. Phattarapattamawong, Water Environment Research, 91, 2019, 722.


• A. Peyman, S. Azizian, "A sharp jump in photocatalytic activity of elemental sulfur for dye degradation in alkaline solution", Wiley, New York, 2020.


• Sugimoto, B. Somogyi, T. Nakamura, H. Zhou, Y. Ichihashi, S. Nishiyama, M. Fujii, The Journal of Physical Chemistry C, 123, 2019, 23226.


• Zhu, X. Tang, S. Feng, Z. Zhong, J. Yao, Z. Yao, Journal of Membrane Science, 581, 2019, 252.‏


• Achouri, M.B. Said, M.A. Wahab, L. Bousselmi, S. Corbel, R. Schneider, A. Ghrabi, Environmental Technology, 18, 2020, 1.‏


• Hamidi, F. Aslani, Nanomaterials, 9, 2019, 1444.


• Shen, Y. Shi, H. Shao, Y. Liu, Y. Zhai, Water Science and Technology, 80, 2019, 1986.


• Zhai, X. Tao, Y. Pu, X.F. Zeng, J.F. Chen, Applied Surface Science, 257, 2010, 393.


• Soltani, N. Khanian, T.S.Y. Choong, U. Rashid, New Journal of Chemistry, 44, 2020, 9581.‏


• Mahendran, J.P. St-Pierre,"Nanomaterials Applications in Cartilage Tissue Engineering", Nanoengineering Materials for Biomedical Uses, 2019.


• Liu, H. Shan, S. Xia, J. Yan, J. Yu, B. Ding, ACS Applied Materials & Interfaces, 12, 2020, 31439.‏


• Xue, T. Wu, Y. Dai, Y. Xia, Chemical Reviews, 119, 2019, 5298.‏


• Liu, Y. Li, Q. Duan, Applied Surface Science, 503, 2020, 144111.‏


• Wang, L. Chen, L. Wang, Q. Fan, D. Pan, J. Li, F. Luo, Science China Chemistry, 62, 2019, 933.


• Liu, S. Sagi, R. Chandrasekar, L. Zhang, N.E. Hedin, H. Fong, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 8, 2008, 1528.‏


• Wang, Y. Hu, L. Li, H. Fang, X. Fan, S. Li, e-Polymers, 19, 2019, 470.


• C. Pradhan, T. Uyar, Industrial & Engineering Chemistry Research, 58, 2019, 12535.‏


• Huan, S. Shu-Qing, Chinese Physics B, 23, 2014, 088102.


• Wang, W. Zhang, M. Liu, Z. Geng, Y. Li, L. Feng, Y. Zhu, Journal of Materials Science, 55, 2020, 1.‏


• I. Ojovan, Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters, 79, 2004, 632.


• Hamidinezhad, H. Mozafari, R. Naseri, Silicon, 15, 2020, 1.‏


• A. Ashkarran, H. Hamidinezhad, H. Haddadi, M. Mahmoudi, Applied Surface Science, 301, 2014, 338.


• A. Ashkarran, M. Fakhari, H. Hamidinezhad, H. Haddadi, M.R. Nourani, Journal of Materials Research and Technology, 4, 2015, 126.


• Matysiak, T. Tanski, Applied Surface Science, 489, 2019, 34.‏


• Tanski, W. Matysiak, L. Krzeminski, P. Jarka, K. Gołombek, Applied Surface Science, 424, 2017, 184.‏

L. Kiani, S.A. Hassanzadeh Tabrizi, A. Saffar Teluri, Advanced Materials and Novel Coatings, 8, 2019, 2166.