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

محورهای موضوعی : نانومواد

شیرین کلانتری ¹ , علی شکوه‏ فر ² , محمدرضا خدابخش ³

1 - دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
2 - دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
3 - پژوهشکده مهندسی مواد و فرایندهای پیشرفته، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

تاریخ دریافت : 1402/08/06 تاریخ پذیرش : 1402/08/06 تاریخ انتشار : 1402/08/01

کلید واژه: نانوکامپوزیت, فتوکاتالیست, مغناطیس, آلاینده رنگی, نیمه‏رسانا,

چکیده مقاله :

در این پژوهش، سنتز نانوکامپوزیت اکسید آهن/نیمه رسانا با خواص مغناطیسی و فتوکاتالیستی برای تجزیه آلاینده آلی می باشد. این نانوکامپوزیت علاوه بر داشتن کاربرد مناسب فتوکاتالیستی برای تخریب آلاینده های 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 مشخصه یابی 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 هم رسوبی سنتز شد. به منظور تایید فازهای تشکیل شده و محاسبه اندازه میانگین کریستالی نمونه های سنتز شده XRD انجام شد، نتایج این آنالیز حضور هم‌زمان فازهای مکعبی اکسید آهن و سولفید روی را تایید کرد. بررسی مورفولوژی نمونه های سنتز شده با کمک SEM انجام پذیرفت، تصویر SEM نانوکامپوزیت اکسید آهن/سولفید روی را با مورفولوژی کروی نشان می دهد، 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 نمونه های 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.

منابع و مأخذ:

• 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.