|
|
نخستین کنفرانس ملی چالشهای محیط زیست: صنعت و معدن سبز
|
|
|
| عنوان فارسی |
نانوفتوکاتالیست مغناطیسی اتصال ناهمگون Fe۳O۴/ γ-Fe۲O۳ فعال در نور مریی برای حذف آلاینده‌های آلی |
|
| چکیده فارسی مقاله |
در این پژوهش نانوساختارهای فتوکاتالیست اتصال ناهمگون پایه اکسیدهای آهن مغناطیسی با قابلیت بازیابی فعال در نور مریی ساخته و خواص فتوکاتالیستی آن‌ها زیر تابش نور مریی مطالعه شد. در ابتدا نانوذرات آهن با میانگین اندازه ذرات 20-12 نانومتر با استفاده از روش تخلیه قوس الکتریکی در آب یون‌زدایی شده سنتز شد. برای به دست آوردن نانوذرات اکسید آهن، از کوره با اتمسفر هوا استفاده و نانوذرات سنتز شده در دمای 400 درجه سلسیوس به مدت 2، 4، 6، 7، 8، 12 و 16 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 آن‌ها زیر تابش نور مریی برای تخریب متیلن بلو با غلظت 10 میلی گرم بر لیتر و غلظت فتوکاتالیست 500 میلی گرم بر لیتر مطالعه شد. نمونه اتصال ناهمگون Fe3O4/ γ-Fe2O3کلسینه شده در دمای 400 درجه سلسیوس به مدت 16 ساعت با میانگین اندازه ذرات 20 نانومتر بهترین بازدهی را با 3/94٪ تخریب رنگ در 180 دقیقه داشت که بیش از 5/1 برابر بازدهی نمونه تک فاز α-Fe2O3 بود. با توجه به شکاف انرژی کمتر α-Fe2O3، بازدهی بالای نمونه اتصال ناهمگون Fe3O4/ γ-Fe2O3را می‌توان به جدایش موثر الکترون-حفره‌های ایجاد شده در اثر تابش نور میان نوارهای رسانش و ظرفیت Fe3O4 و γ-Fe2O3 و جلوگیری از بازترکیب آن‌ها نسبت داد. همچنین اندازه بسیار کوچک نانوذرات سنتز شده می‌تواند در افزایش جایگاه‌های واکنش‌های اکسایش-کاهش و نیز در کاهش مسافت مورد نیاز جهت پیمودن حامل‌های بار (عمق نفوذ) تاثیر گذار باشد. |
|
| کلیدواژه‌های فارسی مقاله |
|
|
| عنوان انگلیسی |
Magnetic visible-light-driven Fe3O4/γ-Fe2O3 heterostructure nanophotocatalysts for organic pollutants removal |
|
| چکیده انگلیسی مقاله |
In this study, iron-based visible-light-driven magnetic recoverable heterogeneous photocatalytic nanostructures were synthesized and their photocatalytic properties were investigated. Iron nanoparticles with an average particle size of 12-20 nanometers were synthesized using the DC arc discharge in ion-deionized water. To obtain iron oxide nanoparticles, a furnace with air atmosphere was employed, and the synthesized nanoparticles were calcined at 400 degrees Celsius for various durations ranging from 2 to 16 hours. The synthesized nanoparticles were characterized using X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and UV-visible spectroscopy (UV-vis). The photocatalytic performance of the nanoparticles was evaluated under visible light irradiation for the degradation of methylene blue with dye concentration of 10 mg/L and a photocatalyst concentration of 500 mg/L. The calcined Fe3O4/γ-Fe2O3 heterojunction nanostructures, with an average particle size of 20 nanometers, exhibited the highest efficiency, achieving degradation efficiency of 94.3% within 180 minutes, which was 1.5 times higher than that of the single-phase α-Fe2O3 sample. The superior performance of the Fe3O4/γ-Fe2O3 heterojunction nanostructures can be attributed to the effective separation of electron-hole pairs generated under light irradiation between conductive bands and the valence bands of Fe3O4 and γ-Fe2O3, which prevents their recombination. Furthermore, the extremely small size of the synthesized nanoparticles could enhance oxidation-reduction reactions and reduce the diffusion length required for charge carriers, thereby improving overall photocatalytic efficiency. |
|
| کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله |
فتوکاتالیست, اکسید آهن, اتصال ناهمگون, تخلیه قوس الکتریکی |
|
| نویسندگان مقاله |
حامد وحدت خواه | Hamed Vahdat Khah
رضا پورصالحی | Reza Poursalehi
امین یوزدخانی | Amin Yourkhani
|
|
| نشانی اینترنتی |
http://ncec.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-547-2&slc_lang=fa&sid=1 |
| فایل مقاله |
فایلی برای مقاله ذخیره نشده است |
| کد مقاله (doi) |
|
| زبان مقاله منتشر شده |
fa |
| موضوعات مقاله منتشر شده |
|
| نوع مقاله منتشر شده |
|
|
|
|
برگشت به:
صفحه اول پایگاه |
دوره مرتبط |
کنفرانس مرتبط |
فهرست کنفرانس ها
|
