نانوفتوکاتالیست مغناطیسی اتصال ناهمگون (γ-Fe(۲)O(۳)/Fe(۳)O(۴ فعال در نور مریی برای حذف آلاینده های آلی

در این پژوهش نانوساختارهای فتوکاتالیست اتصال ناهمگون پایه اکسیدهای آهن مغناطیسی با قابلیت بازیابی فعال در نور مریی ساخته و خواص فتوکاتالیستی آن ها زیر تابش نور مریی مطالعه شد. در ابتدا نانوذرات آهن با میانگین اندازه ذرات ۲۰-۱۲ نانومتر با استفاده از روش تخلیه قوس الکتریکی در آب یون زدایی شده سنتز شد. برای به دست آوردن نانوذرات اکسید آهن، از کوره با اتمسفر هوا استفاده و نانوذرات سنتز شده در دمای ۴۰۰ درجه سلسیوس به مدت ۲، ۴، ۶، ۷، ۸، ۱۲ و ۱۶ ساعت کلسینه شدند. برای واکاوی از پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف سنجی پاشیدگی انرژی پرتو ایکس (EDS) و طیف سنجی مریی فرابنفش (UV-vis) استفاده شد و سرانجام عملکرد فتوکاتالیستی آن ها زیر تابش نور مریی برای تخریب متیلن بلو با غلظت ۱۰ میلی گرم بر لیتر و غلظت فتوکاتالیست ۵۰۰ میلی گرم بر لیتر مطالعه شد. نمونه اتصال ناهمگون (γ-Fe(۳)O(۴)/Fe(۲)O(۳کلسینه شده در دمای ۴۰۰ درجه سلسیوس به مدت ۱۶ ساعت با میانگین اندازه ذرات ۲۰ نانومتر بهترین بازدهی را با ۳/۹۴٪ تخریب رنگ در ۱۸۰ دقیقه داشت که بیش از ۱/۵ برابر بازدهی نمونه تک فاز (α-Fe(۲)O(۳ بود. با توجه به شکاف انرژی کمتر (α-Fe(۲)O(۳، بازدهی بالای نمونه اتصال ناهمگون (γ-Fe(۲)O(۳)/Fe(۳)O(۴ را می توان به جدایش موثر الکترون-حفره های ایجاد شده در اثر تابش نور میان نوارهای رسانش و ظرفیت (Fe(۳)O(۴ و (γ-Fe(۲)O(۳ و جلوگیری از بازترکیب آن ها نسبت داد. همچنین اندازه بسیار کوچک نانوذرات سنتز شده می تواند در افزایش جایگاه های واکنش های اکسایش-کاهش و نیز در کاهش مسافت مورد نیاز جهت پیمودن حامل های بار (عمق نفوذ) تاثیر گذار باشد.

Keywords:

فتوکاتالیست , اکسید آهن , اتصال ناهمگون , تخلیه قوس الکتریکی