سنتز نانوکامپوزیتهای SnO2/Co3O4 دوپشدهبا آهن برای تخریب فوتوکاتالیستی مبتنیبر نور مرئی رنگ پایۀ آبی 41

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه کاشان

2 دانشیار مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه کاشان

doi
10.22034/ijche.2024.463210.1421
چکیده

هدف‌از این تحقیق، بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت‌های SnO2/Co3O4 دوپ‌شده‌با آهن برای تخریب فوتوکاتالیستی رنگ پایۀ آبی 41 (BB41) زیر تابش نور مرئی است. باتوجه‌به اثرات مخرب آلاینده‌های حاوی رنگ‌های صنعتی بر سلامتی انسان‌ها و محیط زیست، حذف این رنگ‌ها از پساب‌ها بسیار مهم است. بدین‌منظور، ردیف‌های منظمی از نانولولۀ دی‌اکسید قلع (SnO2) و نانوذرات Co3O4 دوپ‌شده‌با مقادیر مختلف آهن (0، 5، 10 و 15 درصد اتمی) به‌ترتیب بااستفاده‌از فرایندهای رسوب‌نشانی فاز مایع (LPD) و سل- ژل سنتزشد. نانوذرات Co3O4 دوپ‌شده‌با آهن، برای تشکیل نانوکامپوزیت‌های ناهمگون برروی سطح نانولوله‌های SnO2 قرارگرفت. نمونه‌های حاصل بااستفاده‌از آنالیزهای پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل‌میدان (FESEM)، طیف‌سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس (EDS)، طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، طیف‌سنجی فرابنفش- مرئی بازتاب نفوذی (UV-Vis DRS) و نشر فوتولومینسانس (PL) مشخصه‌یابی‌شد. نتایج نشان‌داد که نانوکامپوزیت SnO2/Co3O4 با 10 درصد اتمی دوپنت آهن بالاترین راندمان فوتوکاتالیستی را با ثابت سرعت واکنش 0/065 بر دقیقه نشان‌داد که به‌ترتیب حدود 8 و 5/9 برابر بیشتر از نمونه‌های SnO2 و Co3O4 خالص است. این عملکرد ارتقایافته، حاصل بهبود انتقال بار، جابه‌جایی قرمز در جذب نور و جدایش مؤثر الکترون- حفرۀ حاصل‌از اثر دوپ یون‌های آهن درشبکۀ نانوذرات Co3O4 و جفت‌شدن آن با نانولوله‌های SnO2 است.