ساخت کامپوزیت فوتوکاتالیستی Fe3O4/SiO2/ZnO با نانوساختار هسته/پوسته/پوسته و مشخصه یابی آن.
محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوینفردین قاسمی پیرانلو 1 , فاطمه باورسی ها 2 * , سعیده داداشیان 3
1 - مدیر و ریاست بهش پژوهش آزمایشگاه معتمد محیط زیست، شرکت فن آوران زیست کره، ابهر، زنجان،ایران
2 - کارشناس تحقیق آزمایشگاه معتمد محیط زیست، شرکت فن آوران زیست کره، ابهر، زنجان، ایران
3 - کارشناس آموزش آزمایشگاه معتمد محیط زیست، شرکت فن آوران زیست کره، ابهر، زنجان، ایران
کلید واژه:
چکیده مقاله :
فوتوکاتالیست مغناطیسی Fe3O4/SiO2/ZnO به روش سل- ژل سنتز شد. بدین منظور، در مرحله اول ذرات Fe3O4 به عنوان هسته مغناطیسی این کامپوزیت و با به کارگیری از روش احیای کربن تهیه شد. در مرحله دوم پوشش‌دهی پوسته SiO2 با استفاده از پیش ماده تترا اتیل اورتو سیلیکات (TEOS) انجام شد. در پایان پوسته اکسید روی با استفاده از پیش ماده نیترات روی هیدراته بر روی کامپوزیت Fe3O4/SiO2 قرار گرفت. نانوساختارهای تهیه شده با استفاده از آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی محیطی (FESEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، الگوی پراش پرتو ایکس (XRD)، آنالیز خواص مغناطیسی (VSM) و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) مشخصه یابی شد. نتایج FESEM و TEM، پوشش‌دهی سیلیس و اکسید روی را بر روی ذرات هسته تایید کرد و فوتوکاتالیست مغناطیسی Fe3O4/SiO2/ZnO با موفقیت تهیه شد. میانگین اندازه ذرات Fe3O4به طور تقریبی 300 نانومتر به دست آمد. ضخامت پوسته سیلیس به طور تقریبی 25 نانومتر و ضخامت پوسته اکسید روی در حد چند نانومتر به دست آمد. نتایج VSM نشان داد که پوشش‌دهی پوسته سیلیس و اکسید روی سبب کاهش مغناطیس اشباع (Ms) پودر Fe3O4 شده است به طوری که مغناطش اشباع از emu/g 80 به emu/g 8/48 کاهش یافته است که این مقدار جهت بازیابی مغناطیسی مناسب است. خواص فوتوکاتالیستی کامپوزیت Fe3O4/SiO2/ZnO تحت تابش نور UV و بر روی تخریب متیلن نارنجی مورد بررسی قرار گرفت. تخریب متیلن نارنجی، 70% به دست آمد.
The magnetic photocatalyst Fe3O4/SiO2/ZnO was synthesized by sol-gel method. For this purpose, in the first stage, Fe3O4 particles were prepared as the magnetic core of this composite and using the carbon recovery method. In the second stage, the coating of the SiO2 shell was performed using the tetraethyl orthosilicate (TEOS) precursor. In the end, the zinc oxide shell was deposited using a zinc hydrate nitrate precursor on the Fe3O4/SiO2 composite. The as-prepared nanostructures were characterized by environmental scanning electron microscopy analysis (FESEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), Vibrating Sample Magnetometer (VSM) and Energy Dispersive X-ray (EDX). FESEM and TEM results confirmed the coating of silica and zinc oxide on core particles and the Fe3O4/SiO2/ZnO magnetic photocatalyst was successfully prepared. The particle size mean of Fe3O4 was 300 nm approximately. The silica shell thickness was 25 nm, and the thickness of the zinc oxide shell was about a few nanometers approximately. The VSM results showed that coating of silica and zinc oxide shells reduced the saturation magnetization (Ms) of Fe3O4 powder so that the saturation magnetization decreased from 80/8 emu/g to 48/8 emu/g, which It is suitable for Magnetic Recovery. Photocatalytic properties of Fe3O4/SiO2/ZnO composite were studied on methylene orange degradation under UV light irradiation. Destruction of orange methylene was achieved 70%.