سنتز، شناسایی و بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت ZnO/SnO2 پوشش‌دار شده با سالیسیلیک اسید

نانومواد

دوره 13، شماره 48، دی 1400، صفحه 237-246   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

تکتم سیدی چوکانلو¹؛ شکوفه آقابیگی^{* 2}؛ نسیبه ملاحسنی¹؛ فهیمه ابری نایی³

¹گروه شیمی، واحد تهران شرق، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

²گروه شیمی، دانشکده شیمی دارویی، علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

³گروه فیزیک، واحد تهران شرق، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

در این تحقیق، ابتدا نانوکامپوزیت ZnO/SnO₂ با روش سل-ژل تهیه و سپس با سالیسیلیک اسید پوشش داده شد (ZnO/Salicylic acid/SnO₂). بررسی نتایج حاصل از تکنیک‌های FESEM، XRD و TEM نشان داد که نانوذرات کروی شکل و دارای اندازه تقریبا nm 30 هستند. پوشش‌دار شدن با سالیسیلیک اسید موجب کاهش باند گپ در نانوذرات ZnO/Salicylic acid/SnO₂ نسبت به نانوکامپوزیت ZnO/SnO₂ شده است. نتایج نشان دادکه نانوذرات ZnO/Salicylic acid/SnO₂ و نانوکامپوزیت ZnO/SnO₂ به ترتیب پس از min 30 تابش‌دهی قادر به تخریب90% و 70% از رنگدانه کنگورد CR تحت نور UV هستد. همچنین مطالعات سینتیکی نشان داد که جذب رنگ CR توسط نانوذرات ZnO/Salicylic acid/SnO₂ و ZnO/SnO₂، از یک معادله شبه مرتبه اول پیروی می‌کند و ثابت سرعت (k) برای تخریب توسط این ذرات به ترتیب 0191/0 و min⁻¹ 0091/0 محاسبه گردید. پوشش نانوکامپوزیت ZnO/SnO₂ توسط سالیسیلیک اسید منجر به افزایش فعالیت فوتوکاتالیستی نانوذرات ZnO/Salicylic acid/SnO₂ نسبت به ZnO/SnO₂ بدون پوشش شده است. بنابراین، نانوذرات ZnO/Salicylic acid/SnO₂ را می‌توان به عنوان یک کاتالیزور مناسب برای حذف رنگدانه CR از محلول آبی مطرح کرد.

کلیدواژه‌ها

نانوکامپوزیت؛ ZnO/SnO2؛ سالیسیلیک اسید؛ فوتوکاتالیست؛ کنگورد

مراجع

• Giannakis, K.Y. Lin, F. Ghanbari, Chemical Engineering Journal, 406, 2020, 127083.
• Nikravesh, A. Shomalnasab, A. Nayyer, N. Aghababaei, R. Zarebi, F. Ghanbari, Journal of Environmental Chemical Engineering, 8, 2020, 104244.
• A. Garrido-Cardenas, B. Esteban-Garcia, A. Aguera, J.A. Sánchez-Perez, F. Manzano-Agugliaro, International Journal of Environmental Research and Public Health, 17, 2020, 170.
• Jassby, T.Y. Cath, H. Buisson, Nature Nanotechnology, 13, 2018, 670.
• Karami, M. Ghanbari, O. Amiri, M. Salavati-Niasari, Separation and Purification Technology, 253, 2020, 117526.
• Molinari, C. Lavorato, P. Argurio, Catalysts, 10, 2020, 1334.
• M. Ma, G.B. Hong, S.C. Lee, Catalysts, 20, 2020, 792.
• Li, Y. Xu, Z. Ding, A.H. Mahadi, Y. Zhao, Y.F. Song, Chemical Engineering Journal, 388, 2020, 124248.
• Parrino, S. Livraghi, E. Giamello, R. Ceccato, L. Palmisano, ACS Catalysis, 10, 2020, 7922.
• Natarajan, H.C. Bajaj, R.J. Tayade, Journal of Environmental Sciences, 65, 2018, 201.
• Low, J. Yu, M. Jaroniec, S. Wageh, A. Al-Ghamdi, Advanced Materials, 29, 2017, 160.
• P. Vattikuti, P.A.K. Reddy, J. Shim, C. Byon, ACS omega, 3, 2018, 7587.
• Y. Lai, T.H. Fang, Y.J. Hsiao, C.A. Chan, Vacuum, 166, 2019, 155.
• T. Uddin, M.E. Hoque, M.C. Bhoumick, RSC Advances, 10, 2020, 23554.
• Yang, L. Lv, Y. Dai, Z. Xv, D. Qian, Applied Surface Science, 256, 2010, 2898.
• Kuzhalosai, B. Subash, A. Senthilraja, P. Dhatshanamurthi, M. Shanthi, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 115, 2013, 876.
• Yu, B. Yao, B. Cao, W. Ma, Photochemistry and Photobiology, 95, 2019, 1131.
• Hamrouni, N. Moussa, F. Parrino, A. Di Paola, A. Houas, L. Palmisano, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 390, 2014, 133.
• M. Rashad, A.A. Ismail, I. Osama, I.A. Ibrahim, A.H.T. Kandil, Arabian Journal of Chemistry, 7, 2014, 71.
• Dammala, J. Machado, B. Rani, S. Murali, S. Devi, M. Niraj Luwang, N.K. Sahu, Nano-Structures & Nano-Objects, 18, 2019, 100292.
• Khodami, A. Nezamzadeh-Ejhieh, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 409, 2015, 59.
• Ghaderi, S. Abbasi, F. Farahbod, Iranian Journal of Chemical Engineering, 12, 2015, 96.
• F. Nsib, A. Maayoufi, N. Moussa, N. Tarhouni, A. Massouri, A. Houas, Y. Chevalier, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 251, 2013, 10.
• Hakimi, M. Alikhani, Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials, 30, 2020, 504.
• Pascariu, C. Cojocaru, N. Olaru, A. Airinei, Physica Status Solidi, 256, 2019, 1800474.
• A. Elbagerma, H. G. Edwards, T. Munshi, M. Hargreaves, P. Matousek, I. J. Scowen, Crystal Growth and Design, 10, 2010, 2360.
• H. Sayadi, S. Sobhani, H. Shekari, Journal of Cleaner Production, 232, 2019, 127.
• Jin, C. Ge, Z. Jian, Y. Wei, Nanoscale Research Letters, 11, 2016, 1.
• Q. Liu, L.X. Ding, Z.L. Wang, Y.C. Mao, S.L. Xie, Y.M. Zhang, G.R. Li, Y.X. Tong, Crystal Engineering Communication, 14, 2012, 2289.
• Trivedi, A. Branton, D. Trivedi, H. Shettigar, K. Bairwa, Natural Products Chemistry and Research, 5, 2015, 33.
• C. Lau, M. Yu, Q.P. Nguyen, Journal of Petroleum Science and Engineering, 157, 2017, 1160.
• Benkhaya, S. Mrabet, A. El-Harfi, Inorganic Chemistry Communications, 115, 2020, 107891.
• Liu, J. Zhou, J. Wang, R. Tian, X. Li, E. Nie, X. Piao, Z. Sun, Chemical Engineering Journal, 344, 2018, 332.
• P.S. Chauhan, R. Kant, A. Rai, A. Gupta, Materials Science in Semiconductor Processing, 89, 2019, 6.