سنتز نانوکامپوزیت مبتنی بر اکسید روی برای حذف فتوکاتالیستی آلاینده های رنگی

نویسندگان

1 دانشکده شیمی، گروه شیمی معدنی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 دانشکده شیمی، گروه شیمی معدنی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

3 دانشکده شیمی، گروه شیمی معدنی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

4 گروه علوم مهندسی، دانشکده فنی و مهندسی شرق گیلان، دانشگاه گیلان

doi
10.22075/chem.2024.32402.2229
چکیده

در این تحقیق نانوذرات اکسید روی به روش رسوب شیمیایی و نیترید کربن گرافیت به روش تجزیه حرارتی سنتز شدند. نانوکامپوزیت‌های اکسید روی دوپ‌شده با g-C3N4 با استفاده از روش اولتراسونیک تهیه شد. نمونه‌ها با پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف‌سنجی مادون‌قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) و طیف‌سنجی بازتابی منتشر (DRS) شناسایی شدند. نتایج XRD نشان داد که اکسید روی و نیترید کربن گرافیت به ترتیب دارای ساختار ورتزیت شش‌ضلعی و ساختار شش‌ضلعی هستند. مشخص شد که اندازه ذرات نانوکامپوزیت ZnO/g-C3N4 کمتر از 100 نانومتر است. اثر پارامترهای عملیاتی مانند غلظت عناصر آلاینده، مقدار فوتوکاتالیست، pH، غلظت اولیه متیلن بلو، اثر عوامل اکسنده و زمان تابش بر میزان تخریب بررسی شد. فعالیت فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت‌های ZnO، g-C3N4 و ZnO/g-C3N4 با تجزیه فوتوکاتالیستی متیلن بلو در محلول آبی ارزیابی شد. نتایج نشان می‌دهد که فعالیت فوتوکاتالیستی فتوکاتالیست ZnO/g-C3N4 بسیار بالاتر از ZnO غیر آلاییده است. هم‌افزایی g-C3N4 منجر به باریک شدن شکاف باند می‌شود و فعالیت فوتوکاتالیستی را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد. فوتوکاتالیست ZnO/g-C3N4 با نسبت 15% مولی بهترین فعالیت نوری را نشان می‌دهد و بازده تجزیه تحت تابش نور مرئی در مقایسه با نمونه خالص ZnO تقریباً تا 95 درصد بهبودیافته است.