سنتز و بررسی نانوساختار و رفتار فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت‌های مغناطیسی هسته-پوسته CoFe2O4-TiO2
محورهای موضوعی :
نانومواد
حمید مظفری
1
,
حبیب حمیدی‌نژاد
2
1 - گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
2 - گروه فیزیک حالت جامد، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران
تاریخ دریافت : 1401/08/12
تاریخ پذیرش : 1401/08/12
تاریخ انتشار : 1401/08/01
کلید واژه:
نانوکامپوزیت,
فوتوکاتالیستی,
دی‌اکسید تیتانیوم,
فریت‌کبالت,
چکیده مقاله :
در این تحقیق، ابتدا نمونه‌های حاوی نانوذرات CoFe2O4 با روش هم‌رسوبی سنتز شدند. همچنین تاثیر شکل و اندازه نانوذرات فریت کبالت در حضور عامل فعال کننده سطحی نشاسته مورد بررسی قرار گرفت. نانوکامپوزیت با ساختار هسته-پوسته CoFe2O4-TiO2 که در آن نانوذرات فریت‌کبالت به عنوان هسته مغناطیس و نانوذرات TiO2 به عنوان پوسته با روش سل-ژل تهیه گردید. برای مشخصه‌یابی این مواد از SEM، XRD جهت بررسی نانوساختارها استفاده شد. قطر میانگین نانوکامپوزیت‌ها در تمام نمونه‌ها توسط SEM مابین nm 40-55 محاسبه شد. میانگین اندازه نانوبلورک‌ها برای نمونه‌های نانوذرات CoFe2O4، TiO2 و نانوکامپوزیت CoFe2O4-TiO2 با استفاده از رابطه دبای- شرر به ترتیب حدود nm 19، nm 32 و nm 21 بدست آمد. تصاویر SEM نانوکامپوزیت سنتز شده، ماهیت کروی بودن و توزیع یکنواخت نانوکامپوزیت‌ها با اندازه قطر متوسط nm 50 را تایید کردند. طیف‌سنج UV-Vis جهت بررسی دی اکسید تیتانیوم تحت نور مرئی استفاده گردید. در نهایت جهت بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی این نانوکامپوزیت، با استفاده از تخریب سه رنگ آلی اسید بلو، متیل اورنج و کنگورد حاوی نانوکامپوزیت تحت تابش UV و اثر مقدار ماده جاذب و مدت زمان پرتودهی روی درصد کاهش غلظت رنگ محلول‌ها مورد بررسی قرار گرفت. بنابراین نانوکامپوزیت CoFe2O4-TiO2 به عنوان یک ماده جاذب دارای عملکرد مغناطیسی و فوتوکاتالیستی مناسبی هستند.
منابع و مأخذ:
Masoumi, G. Nabiyouni, D. Ghanbari, Journal of Material Science, 27, 2016, 9962.
Mozafari, S. Azarakhsh, Journal of Material Science, 29, 2018, 5993.
Hamidinezhad, H. Mozafari, R.S. Naseri, Silicon, 13, 2020, 111.
L. Pang, S. Lim, H.C. Ong, W.T. Chong, Ceramics International, 42, 2016, 9.
A. Yasin, J.A. Abbas, M.M. Ali, I. A. Saeed, I.H. Ahmed, Materials Today: Proceedings, 20, 2020, 482.
Karcioglu Karakas, R. Boncukcuoglu, I.H. Karakaş, 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, A.T. Paulino, International Journal of Environmental Research, 13, 2019, 991.
Zhu, Y. Zhang, Y. Shang, Y. Wen, Food and Bioprocess Technology, 12, 2019, 281.
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.
E. Rosensweig, Chemical Engineering Progress, 85, 1989, 53.
Poddar, J. Gass, D.J. Rebar, S. Srinath, H. Srikanth, S.A. Morrison, E.E. Carpenter, Jornal of Magnetism and Magnetic Materials, 307, 2006, 227.
Kodama, Y. Kitayama, M. Tsuji, Y. Tamaura, Journal of the Magnetic Society of Japan, 20, 1996, 305.
A. Sufi, P. Kofinas, Macromolecules, 35, 2002, 3338.
K. Giri, E.M. Kirkpatric, P. Moongkhmklang, S.A. Majctich, Applied Physics Letters, 80, 2002, 2341.
K. Giri, K. Pellerin, W. Pongsaksawad, M. Sorescu, S.A. Majetich, IEEE Transaction Magnetics, 36, 2000, 3029.
Chen, M. Ruan, Y.F. Jiang, S.G. Cheng, W. Li, Journal of Alloys and Compounds, 493, 2010 36.
Shen, Journal of Crystal Growth, 390, 2017, 61.
Quandt, F. Syrowatka, R. Roth, L. Bergmann, K. Dorr, S.G. Ebbinghaus, Materials Chemistry and Physics, 229, 2019, 453.
Zhang, L. Sun, Z. Wang, W. Hao, E. Cao, Y. Zhang, Materials Research Bulletin, 98, 2018, 133.
S. Al Maashani, K.A. Khalaf, A.M. Gismelseed, I.A. Al-Omari, Journal of Alloys and Compounds, 12, 2019, 152786.
Dhiman, S. Singhal, Materials Today: Proceedings, 14, 2019, 435.
Mozafari, H. Hamidinezhad, Applied Physics A, 125, 2019, 330.
Zhao, Journal of Solid State Chemistry, 181, 2008, 245.
Bahnemann, M. Muneer, M. Haque, Catalysis Today, 124, 2007, 133.
Popa, M. Stefan, D. Toloman, O. Pana, A. Mesaros, C. Leostean, S. Macavei, O. Marincas, R. Suciu, L. Barbu-Tudoran, Powder Technology, 325, 2018, 441.
S. Daniel, H. Nagai, M. Sato, Catalysts, 3, 2013, 625.
J. Kale, T. Avanesian, P. Christopher, ACS Catalysis, 4, 2014, 116.
Behrad, M.H.R. Farimani, N. Shahtahmasebi, M.R. Roknabadi, M. Karimipour, the European Physical Journal Plus, 130, 2015, 144.
Ghasemy-Piranloo, F. Bavarsiha, S. Dadashian, Journal of the Australian Ceramic Society, 45, 2019, 1.
I.M. Razip, K.M. Lee, C.W. Lai, B.H. Ong, Materials Research Express, 6, 2019, 075517.
Wu, X. Xiao, S. Zhang, F. Ren, C. Jiang, Nanoscale Research Letters, 6, 2011, 533.
Wojciechowska, Z. Lendzion-Bielun, J. Grzechulska-Damszel, U. Narkiewicz, Z. Sniadecki, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 136, 2020, 109178.
_||_
Masoumi, G. Nabiyouni, D. Ghanbari, Journal of Material Science, 27, 2016, 9962.
Mozafari, S. Azarakhsh, Journal of Material Science, 29, 2018, 5993.
Hamidinezhad, H. Mozafari, R.S. Naseri, Silicon, 13, 2020, 111.
L. Pang, S. Lim, H.C. Ong, W.T. Chong, Ceramics International, 42, 2016, 9.
A. Yasin, J.A. Abbas, M.M. Ali, I. A. Saeed, I.H. Ahmed, Materials Today: Proceedings, 20, 2020, 482.
Karcioglu Karakas, R. Boncukcuoglu, I.H. Karakaş, 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, A.T. Paulino, International Journal of Environmental Research, 13, 2019, 991.
Zhu, Y. Zhang, Y. Shang, Y. Wen, Food and Bioprocess Technology, 12, 2019, 281.
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.
E. Rosensweig, Chemical Engineering Progress, 85, 1989, 53.
Poddar, J. Gass, D.J. Rebar, S. Srinath, H. Srikanth, S.A. Morrison, E.E. Carpenter, Jornal of Magnetism and Magnetic Materials, 307, 2006, 227.
Kodama, Y. Kitayama, M. Tsuji, Y. Tamaura, Journal of the Magnetic Society of Japan, 20, 1996, 305.
A. Sufi, P. Kofinas, Macromolecules, 35, 2002, 3338.
K. Giri, E.M. Kirkpatric, P. Moongkhmklang, S.A. Majctich, Applied Physics Letters, 80, 2002, 2341.
K. Giri, K. Pellerin, W. Pongsaksawad, M. Sorescu, S.A. Majetich, IEEE Transaction Magnetics, 36, 2000, 3029.
Chen, M. Ruan, Y.F. Jiang, S.G. Cheng, W. Li, Journal of Alloys and Compounds, 493, 2010 36.
Shen, Journal of Crystal Growth, 390, 2017, 61.
Quandt, F. Syrowatka, R. Roth, L. Bergmann, K. Dorr, S.G. Ebbinghaus, Materials Chemistry and Physics, 229, 2019, 453.
Zhang, L. Sun, Z. Wang, W. Hao, E. Cao, Y. Zhang, Materials Research Bulletin, 98, 2018, 133.
S. Al Maashani, K.A. Khalaf, A.M. Gismelseed, I.A. Al-Omari, Journal of Alloys and Compounds, 12, 2019, 152786.
Dhiman, S. Singhal, Materials Today: Proceedings, 14, 2019, 435.
Mozafari, H. Hamidinezhad, Applied Physics A, 125, 2019, 330.
Zhao, Journal of Solid State Chemistry, 181, 2008, 245.
Bahnemann, M. Muneer, M. Haque, Catalysis Today, 124, 2007, 133.
Popa, M. Stefan, D. Toloman, O. Pana, A. Mesaros, C. Leostean, S. Macavei, O. Marincas, R. Suciu, L. Barbu-Tudoran, Powder Technology, 325, 2018, 441.
S. Daniel, H. Nagai, M. Sato, Catalysts, 3, 2013, 625.
J. Kale, T. Avanesian, P. Christopher, ACS Catalysis, 4, 2014, 116.
Behrad, M.H.R. Farimani, N. Shahtahmasebi, M.R. Roknabadi, M. Karimipour, the European Physical Journal Plus, 130, 2015, 144.
Ghasemy-Piranloo, F. Bavarsiha, S. Dadashian, Journal of the Australian Ceramic Society, 45, 2019, 1.
I.M. Razip, K.M. Lee, C.W. Lai, B.H. Ong, Materials Research Express, 6, 2019, 075517.
Wu, X. Xiao, S. Zhang, F. Ren, C. Jiang, Nanoscale Research Letters, 6, 2011, 533.
Wojciechowska, Z. Lendzion-Bielun, J. Grzechulska-Damszel, U. Narkiewicz, Z. Sniadecki, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 136, 2020, 109178.
