مشخصه‌یابی و تعیین کارایی فوتوکاتالیستی نانوالیاف SiO2 ساخته شده به روش الکتروریسی

نانومواد

دوره 13، شماره 47، مهر 1400، صفحه 165-172   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

رقیه سلطانی ناصری؛ حبیب حمیدی‌نژاد^*

گروه فیزیک حالت جامد، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مازندران، بابلسر، مازندران، ایران

چکیده

در این کار، نانوالیاف دی‌اکسید سیلیکون به روش الکتروریسی ساخته شد. سپس نانوالیاف تولید شده در یک کوره‌ الکتریکی در سه دمای 300، 500 و C° 700 و هر کدام به مدت h 2 در معرض عملیات حرارتی قرار گرفتند. به منظور تعیین مشخصات ساختاری نانوالیاف دی‌اکسید سیلیکون، از تکنیک‌های XRD، FESEM و EDX استفاده شد و همچنین پراکندگی عناصر آن با آنالیز X-MAP مشاهده شد. برای بررسی اثر فتوکاتالیستی، تجزیه رنگ‌های متیلن آبی و متیل نارنجی با استفاده از نانوالیاف دی‌اکسید سیلیکون به عنوان یک نانوفتوکاتالیست و با بکارگیری اشعه فرابنفش، بررسی شد. تصاویر FESEM، ساختار نانوالیاف SiO₂ را با قطری در محدوده nm 400-500 نشان داد. نتایج XRD مربوط به نمونه‌های نانوالیاف اکسید سیلیکون کلسینه نشده، قله‌های گسترده‌ای در محدوده‌ی °25-15 = 2θ را با ساختاری آمورف نشان می‌دهد، نتایج نشان داد که بیشترین سرعت واکنش برابر min^{-1 4-} 10×163 و کمترین سرعت واکنش برابر min^{-1 4-} 10×61 و مربوط به رنگ متیل است. نانوالیاف SiO₂ کلسینه ‌شده در دمای C° 700، خاصیت فتوکاتالیستی بهتری از نانوالیاف SiO₂ کلسینه شده در دمای 500 و C° 300 به ترتیب برای تجزیه رنگ متیلن آبی و متیل نارنجی دارد. بر این اساس نانوالیاف اکسید سیلیکون به عنوان یک ماده جاذب ارزان و با امکان آماده‌سازی آسان در شرایط مختلف می‌تواند در تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

نانوالیاف اکسید سیلیکون؛ متیلن آبی؛ متیل نارنجی؛ نانوفتوکاتالیست؛ الکتروریسی

مراجع

• A. Yasin, J.A. Abbas, M.M. Ali, I.A. Saeed, I.H. Ahmed, Materials Today: Proceedings, 20, 2020, 482.‏
• Akhlaghian, H. Azadi, Iranian Journal of Health and Environment, 10, 2017, 249.‏
• Karcioglu-Karakas, R. Boncukcuoglu, I.H. Karakas, Separation Science and Technology, 54, 2019, 1141.
• Gallo-Cordova, J. Lemus, F.J. Palomares, M.P. Morales, E. Mazario, Science of the Total Environment, 7, 2020, 134.
• A. Matias, P.B. Vilela, V.A. Becegato, International Journal of Environmental Research, 13, 2019, 991.
• Zhu, Y. Zhang, Y. Shang, Y. Wen, Food and Bioprocess Technology, 12, 2019, 281.‏
• Liu, S. Fan, International Journal of Environmental Research and Public Health, 15, 2018, 1321.
• Chen, H. Zhang, W. Luo, Z. He, L. Zhang, BioResources, 15, 2020, 265.
• Q. Wu, Z.D. Shao, Q. Liu, Z. Xie, F. Zhao, Y.M. Zheng, Journal of Colloid and Interface Science, 553, 2019, 156.‏
• Khalil, N.M. Aboamera, W.S. Nasser, W.H. Mahmoud, G.G. Mohamed, Separation and Purification Technology, 224, 2019, 509.‏
• Fakhri, A. Feizbakhsh, E. Konoz, A. Niazi, Materials Research Express, 6, 2019, 105909.‏
• Cui, Y. Song, F. Wang, Y. Sheng, H. Zou, Applied Surface Science, 488, 2019, 284.‏
• Li, S. Sun, M. Ma, Y. Ouyang, W. Yan, Chemical Engineering Journal, 142, 2008, 147.
• Adnan, S. Phattarapattamawong, Water Environment Research, 91, 2019, 722.
• A. Peyman, S. Azizian, "A sharp jump in photocatalytic activity of elemental sulfur for dye degradation in alkaline solution", Wiley, New York, 2020.
• Sugimoto, B. Somogyi, T. Nakamura, H. Zhou, Y. Ichihashi, S. Nishiyama, M. Fujii, The Journal of Physical Chemistry C, 123, 2019, 23226.
• Zhu, X. Tang, S. Feng, Z. Zhong, J. Yao, Z. Yao, Journal of Membrane Science, 581, 2019, 252.‏
• Achouri, M.B. Said, M.A. Wahab, L. Bousselmi, S. Corbel, R. Schneider, A. Ghrabi, Environmental Technology, 18, 2020, 1.‏
• Hamidi, F. Aslani, Nanomaterials, 9, 2019, 1444.
• Shen, Y. Shi, H. Shao, Y. Liu, Y. Zhai, Water Science and Technology, 80, 2019, 1986.
• Zhai, X. Tao, Y. Pu, X.F. Zeng, J.F. Chen, Applied Surface Science, 257, 2010, 393.
• Soltani, N. Khanian, T.S.Y. Choong, U. Rashid, New Journal of Chemistry, 44, 2020, 9581.‏
• Mahendran, J.P. St-Pierre,"Nanomaterials Applications in Cartilage Tissue Engineering", Nanoengineering Materials for Biomedical Uses, 2019.
• Liu, H. Shan, S. Xia, J. Yan, J. Yu, B. Ding, ACS Applied Materials & Interfaces, 12, 2020, 31439.‏
• Xue, T. Wu, Y. Dai, Y. Xia, Chemical Reviews, 119, 2019, 5298.‏
• Liu, Y. Li, Q. Duan, Applied Surface Science, 503, 2020, 144111.‏
• Wang, L. Chen, L. Wang, Q. Fan, D. Pan, J. Li, F. Luo, Science China Chemistry, 62, 2019, 933.
• Liu, S. Sagi, R. Chandrasekar, L. Zhang, N.E. Hedin, H. Fong, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 8, 2008, 1528.‏
• Wang, Y. Hu, L. Li, H. Fang, X. Fan, S. Li, e-Polymers, 19, 2019, 470.
• C. Pradhan, T. Uyar, Industrial & Engineering Chemistry Research, 58, 2019, 12535.‏
• Huan, S. Shu-Qing, Chinese Physics B, 23, 2014, 088102.
• Wang, W. Zhang, M. Liu, Z. Geng, Y. Li, L. Feng, Y. Zhu, Journal of Materials Science, 55, 2020, 1.‏
• I. Ojovan, Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters, 79, 2004, 632.
• Hamidinezhad, H. Mozafari, R. Naseri, Silicon, 15, 2020, 1.‏
• A. Ashkarran, H. Hamidinezhad, H. Haddadi, M. Mahmoudi, Applied Surface Science, 301, 2014, 338.
• A. Ashkarran, M. Fakhari, H. Hamidinezhad, H. Haddadi, M.R. Nourani, Journal of Materials Research and Technology, 4, 2015, 126.
• Matysiak, T. Tanski, Applied Surface Science, 489, 2019, 34.‏
• Tanski, W. Matysiak, L. Krzeminski, P. Jarka, K. Gołombek, Applied Surface Science, 424, 2017, 184.‏

L. Kiani, S.A. Hassanzadeh Tabrizi, A. Saffar Teluri, Advanced Materials and Novel Coatings, 8, 2019, 2166.