مجله مهندسی شیمی ایران (Jun 2024)
اصلاح سطح نانوذرات TiO2 به‌کمک آهن و بررسی خواص ساختاری، نوری و فتوکاتالیستی آن‌ها
Abstract
به‌منظور بهبود خواص فتوکاتالیستی نانوذرات TiO2 سنتزشده به‌روش سل- ژل، اصلاح سطح آن‌ها به‌وسیلۀ آهن به‌روش تلقیح- فراصوت انجام شد. آنالیزهای XRD، FE-SEM، EDX و FTIR دوپ یونهای آهن را در نانوذرات TiO2 با ساختار نانوبلوری آناتاز نشان دادند. براساس نتایج آنالیز UV-vis DRS حضور آهن در ساختار TiO2 موجب گستردگی جذب نور به ناحیۀ مرئی شد و باند گپ نانوذرات را به eV 93/2 کاهش داد. فعالیت نانوذرات TiO2 و Fe-TiO2 در تخریب فتوکاتالیستی رنگزای آبی مستقیم 71 (DB71) تحت تابش نور مرئی بررسی شد. میزان تخریب رنگزا به‌وسیلۀ نانوذرات Fe-TiO2 بعد از 180 دقیقه تابش به 3/90% رسید که نشان از فعالیت بالای نانوفتوکاتالیست تحت تابش نور مرئی دارد. کاهش اندازۀ بلورین، ایجاد ترازهای جدید انرژی، جذب بالای نور مرئی و انتقال بار مناسب در Fe-TiO2 دلایل اصلی افزایش فعالیت فتوکاتالیستی آن هستند. سازوکاری برای تأثیر نقش آهن در عملکرد Fe-TiO2 ارائه شد. سینتیک واکنش تخریب و پایداری نانوفتوکاتالیست Fe-TiO2 بررسی شد.
Keywords
