توصيفگر ها :
اتصال ناهمگن p-n , نيمه‌‌رسانا , جفت الكترون , تخريب فوتوكاتاليتيكي
چكيده فارسي :
فناوري نانو با ايجاد روي‌‌كردي نوين در صنعت فوتوكاتاليست مژده‌‌ي آينده‌اي روشن را در اين زمينه مي‌دهد. نانوفوتوكاتاليست‌‌ها به علت نسبت سطح به حجم بالايي كه دارند از فناوري‌هاي كليدي در كنترل آلودگي‌‌ها هستند. در اين پژوهش با هدف جداسازي آسان، كاهش گاف انرژي و كاهش سرعت بازتركيبي الكترون - حفره در تيتانيومدياكسيد، ساختار‌‌هاي سه‌‌تايي Fe3O4/TiO2/CuO و Fe3O4/TiO2/CoMoO4 با پوشش دادن مگنتيت با تيتانيومدياكسيد و سپس افزودن مس(II) اكسيد و كبالت‌‌موليبدات به Fe3O4/TiO2 تهيه شدند. نمونه‌ها با روش‌‌هاي گوناگوني از جمله,FT-IR ,XPS ,XRD ,VSM ,HRTEM ,ICP ,BET DRS ,FE-SEM ,EIS و PL شناسايي و تعيين ساختار شدند. اتصال ناهمگن p -n ايجاد شده با كاهش گاف انرژي وهمچنين كاهش سرعت بازتركيب الكترون - حفره در اين تركيب‌‌ها منجربه جذب نور در طول موج‌‌هاي بلند شد. ازتركيب‌‌هاي سنتز شده در واكنش فوتوكاتاليتيكي تخريب رنگهاي متيلن‌‌بلو، كنگورد، متيل‌‌رد، رودامين‌‌بي و متيل‌‌‌‌اورانژ با استفاده از نور خورشيد استفاده شد. دادهها نشان دادند فوتوكاتاليست‌‌هاي سنتز شده پايداري خوب، توانايي بازيافت و استفاده مجدد دارند. همچنين دراين پژوهش پارامترهاي موثر در تخريب رنگ از جمله مقدار فوتوكاتاليست و مقدار هيدروژن‌‌پراكسيد بررسي شدند. در ادامه با استفاده از ايزوپروپيل الكل، ديسديم اتيلن‌‌دي‌‌آمين تترا‌‌استيك‌‌اسيد و نقره‌‌نيترات به‌‌ترتيب راديكال‌‌هاي هيدروكسيل، حفره‌‌ها و الكترون‌‌ها جداگانه به دام افتادند تا گونه فعال در اين واكنش‌‌هاي فوتوكاتاليتيكي، شناسايي شود. در پايان سازوكاري براي واكنش فوتوكاتاليتيكي تخريب رنگ با استفاده از تركيب‌‌هاي سنتز شده بر اساس گونه فعال واكنش وهمچنين نظريه موليكن پيشنهاد شد.
چكيده انگليسي :
Nanotechnology offers a bright future in this field by creating a new approach in the photocatalytic industry. Nanophotocatalysts are one of the key technologies in pollution control due to their high surface-to-volume ratio. In this research, with the aim of easy separation, reduction of band gap energy and electron-hole recombination rate in titanium dioxide, ternary magnetic structures Fe3O4/TiO2/CuO and Fe3O4/TiO2/CoMoO4 were prepared by coating Fe3O4 with TiO2, and then addition of copper (II) oxide and cobalt molybdate, to Fe3O4/TiO2. Samples were identified and the structure of them was determined by various methods including FT-IR, XPS, XRD, VSM, HRTEM, ICP, DRS, FE-SEM, EIS, and PL. The p–n heterojunction led to a suitable photocatalyst through reducing the band gap energy, the electron/hole recombination rate and the charge transfer resistance. The synthesized compounds were used in the photocatalytic reaction of the degradation of Methylene blue, Congo red, Methyl red, Rhodamine B, and Methyl orange by using sunlight radiation. The data showed that the synthesized photocatalysts have a good stability, repeatability and reusability in the photodegradation. Also in this study, the effective parameters in dye photodegradation such as the amount of photocatalyst and the hydrogen peroxide were investigated. Subsequently, several scavengers were used to guess the probable mechanism and find the main active substance in this reaction. For this purpose, Methylene blue photodegradation process was performed in the presence of Isopropyl alcohol, Silver nitrate and Ethylene diamine tetra acetic acid scavenger reagents for hydroxyl radical, electron and hole, respectively. Finally, mechanisms for the photodegradation of dye by using synthesized compounds based on the active species of the reaction as well as Moliken theory was proposed.
