تهیه و شناسایی نانو ذره های 2Ag/Zn-TiO با روش های گوناگون و بررسی تأثیر روش تهیه بر روی فعالیت کاتالیزگری نوری نانو ذره های 2Ag/Zn-TiO

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

تهران، دانشگاه پیام نور، گروه شیمی، صندوق پستی 19395 ـ 3697

چکیده

نانو ذره‌ه ای 2Ag/Zn-TiO با نسبت ‌های مولی گوناگون با دو روش گوناگون هیدروترمالو سل ـ ژل تهیه شدند. نانوذره‌ های تهیه شده به کمک پراش پرتوX(XRD) ،میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، آشکارساز تجزیه عنصری(EDX)، هم‌دماهای جذب سطحی- دفع سطحی نیتروژن و آنالیز BET مورد ارزیابی قرار گرفتند. همچنین تأثیر روش تهیه بر روی ساختار، اندازه، مساحت سطح ویژه و فعالیت کاتالیزگری نوری نانوذره ‌های تهیه شده بررسی شد. فعالیت کاتالیزگری نوری نانوذره های تهیه شده به روش حذف کاتالیزگری نوری متیل اورانژ(MeO)از آب با تابش نور سیاه مورد ارزیابی قرار گرفت. نانوذره‌ های تهیه شده با روش هیدروترمال به دلیل دارا بودن فاز آناتاز خالص، اندازه ذره ‌های ریزتر، انباشتگی و تجمع ذره ‌های کم‌تر و مساحت سطح ویژه بزرگ‌تر، فعالیت کاتالیزگری نوری بهتری را در حذف متیل اورانژ از آب نشان دادند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Khataee A.R., Kasiri M.B., Photocatalytic Degradation of Organic Dyes in the Presence of Nanostructured Titanium Dioxide: Influence of the Chemical Structure of Dyes, J. Molecul. Catal. A: Chem., 328: 8-26 (2010).

[2] Sheikhnejad-Bishe O., Zhao F., Rajabtabar-Darvishi A., Khodadad E., Mostofizadeh A., Huang Y., Influence of Temperature and Surfactant on the Photocatalytic Performance of TiO2 NanoparticlesInt. J. Electrochem. Sci., 9: 4230-4240 (2014).

[3] صفائی، مریم؛ روش تهیه، مکانیسم رشد و کاربرد نانولوله های تیتانیا/تیتانیاتی، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 78: 1 تا  22 (1394).

[4] Mohammadi R., Eskandarloo H., Mohammadi M.,  Application of Artificial Nneural Network (ANN) for Modeling of Dyes Decolorization by Sn/Zn-TiO2 Nanoparticles, Desal. Wat. Treat., 55: 1922-1933 (2015).

[5] Mohammadi R., Massoumi B., Rabani M., Photocatalytic Decomposition of Amoxicillin Trihydrate Antibiotic in Aqueous Solutions under UV Irradiation Using Sn/TiO2 Nanoparticles, Int. J. Photoenergy, 51: 1-12 (2012).

[6] Nguyen T.B., Hwang M.J., Ryu K.S., Synthesis and High Photocatalytic Activity of Zn-doped TiO2 Nanoparticles by Sol-gel and Ammonia-Evaporation Method, Bull. Korean Chem. Soc., 33: 243-247 (2012).

[7] Thanh-Binh N., Dubois J.L., Kaliaguine S., Ammoxidation of Acrolein to Acrylonitrile Over Bismuth Molybdate Catalysts, Appl. Catal. A: General, 520: 7-12 (2016).

[8] Gibson L. T., Mesosilica Materials and Organic Pollutant Adsorption: Part B Removal from Aqueous Solution, Chem. Soc. Rev., 43: 5173-5182 (2014).

[9] Wen Z., Zhang Y., Dai C., Sun Z., Nanocasted Synthesis of Magnetic Mesoporous Iron Ccerium Bimetal Oxides (MMIC) as an Efficient Heterogeneous Fenton-Like Catalyst for Oxidation of Arsenite, Journal of Hazardous Materials, 287: 225-233 (2015). 

[10] Lee K.M., Suryanarayanan V., Ho K.C., Influences of Different TiO2 Morphologies and Solvents on the Photovoltaic Performance of Dye-Sensitized Solar Cells, J. Power Sources., 188: 635-641 (2009).

[11] Wu C.T., Chen P.Y., Chen J.G., Suryanarayanan V., Ho K.C., Detection of Nicotine Based on Molecularly Imprinted TiO2-Modified Electrodes, Anal. Chimica. Acta., 633, 119-126 (2009).

[12] Zhang K., Wang X., Guo X., He T., Feng Y., Preparation of Highly Visible Light Active Fe-N co-Doped Mesoporous TiO2 Photocatalyst by Fast Sol-Gel Method, J. Nanoparticle. Res., 16: 2246-2260 (2014).

[13]  Padmesh T.V.N., Vijayarghavan K., Sekaran G., Velan M., Batch and Column Studies on Biosorption of Acid Dyes on Fresh Water Macro Alga Azolla Filiculoides, J. Hazard. Mater. B, 125: 121-129 (2005).

[14] Vijayaraghavan K., Yun Y.S., Biosorption of CI Reactive Black 5 from Aqueous Solution Using Acid-Treated Biomass of Brown Seaweed Laminaria sp, Dyes. Pigments, 76: 726-732 (2008).

[15] Sharma R., Shaw R., Tiwari S., Tiwari S., Nano-Titania Decorated Fly Ash as Self-Cleaning Antibacterial Cool Pigment, ACS. Sust. Chem. Eng., 3: 2796-2803 (2015).

[16] Lu D., Zhang M., Zhang Z., Li Q., Wang X., Yang J., Self-Organized Vanadium and Nitrogen co-Doped Titania Nanotube Arrays with Enhanced Photocatalytic Reduction of CO2 Into CH4,  Nanoscale. Res. Let., 9:272-281 (2014).

[17]  Madhusudan P., Zhang J., Cheng B., Liu G., Photocatalytic Degradation of Organic Dyes with Hierarchical Bi2O2 CO3 Microstructures under Visible-Light, Cryst. Eng. Comm., 15: 231-240 (2013).

[18] Madhusudan P., Ran J., Zhang J., Yu J., Liu G., Novel Urea Assisted Hydrothermal Synthesis of Hierarchical BiVO4/Bi2 O2 CO3 Nanocomposites with Enhanced Visible-Light Photocatalytic Activity, Appl. Catal. B, 110: 286-295 (2014).

[19] Fresno, F., Coronado J.M.,  Tudela D., Soria J., Influence of the Structural Characteristics of Ti1− x Snx O2 Nanoparticles on their Photocatalytic Activity for the Elimination of Methylcyclohexane Vapors,Appl. Catal. B. Environment, 55:159-167 (2005). 

[20]  Nolan N.T., Seery M.K., Pillai S.C., Crystallization and Phase-Transition Characteristics of Sol-Gel-Synthesized Zinc Titanates, Chem. Mater., 23: 1496-1504 (2011).

[21] Mohammadi R., Massoumi B., Sn/Cu-TiO2 Nanoparticles Produced via Sol-Gel Method: Synthesis, Characterization, and Photocatalytic Activity, Russ. J. Phys. Chem. A, 88: 1184-1190 (2014).

[22] Seery M. K., George R., Floris P., Pillai S. C., Silver Doped Titanium Dioxide Nanomaterials for Enhanced Visible Light Photocatalysis, J. Photochem. Photobiol. A: Chem., 189: 258-263 (2007).

[23] Georgekutty R., Seery M. K., Pillai S. C., A Highly Efficient Ag-ZnO Photocatalyst: Synthesis, Properties, and Mechanismb, J. Phys. Chem. C, 112: 13563-13570 (2008).

[24] Natarajan T.S., Bajaj H.C., Tayade R.J., Preferential Adsorption Behavior of Methylene blue Dye onto Surface Hydroxyl Group Enriched TiO2 Nanotube and Its Photocatalytic Regeneration, J. Colloid. Interface. Sci., 433: 104-114 (2014).

[25] Zhu L. P., Xiao H. M., Zhang W. D., Yang G., Fu S. Y., One-Pot Template-Free Synthesis of Monodisperse and Single-Crystal Magnetite Hollow Spheres by a Simple Solvothermal Route, Cryst. Growth. Design, 8: 957–963 (2008).

[26] Tayade R. J., Kulkarni R. G., Jasra R. V., Photocatalytic Degradation of Aqueous Nitrobenzene by Nanocrystalline TiO2, Ind. Eng. Chem. Res, 45: 922-927 (2006).

[27] Riaz N., Chong F. K., Dutta B. K., Man Z. B., Khan M. S., Photodegradation of Orange II under Visible Light Using Cu–Ni/TiO2: Effect of Calcination Temperature, Nuraela E.,Chem. Eng. J., 185: 108-119 (2012).

[28] Natarajan T.S., Natarajan K., Bajaj H.C., Tayade R.J., Enhanced Photocatalytic Activity of Bismuth-doped TiO2 Nanotubes under Direct Sunlight Irradiation for Degradation of Rhodamine B Dye, J. Nanoparticle. Res, 15: 1669-1686 (2013).

[29] Sobana N., Muruganadham M., Swaminathan M., Nano-Ag Particles Doped TiO2 for Efficient Photodegradation of Direct Azo Dyes, J. Molecul. Catal. A: Chem, 258: 124-132 (2006).

[30] Velmurugan R.,  Subash B.,  Krishnakumar B.,  Swaminathan M., Solar Photocatalytic Treatment of Gelatin  Industry Effluent: Performance of Pilot Scale Reactor with Suspended TiO2 and Supported TiO2, Ind. J. chem. Technol., 23: 139-145 (2016).

[31] Pourata R., Khataee A. R., Aber S., Daneshvar N., Removal of the Herbicide Bentazon from Contaminated Water in the Presence of Synthesized Nanocrystalline TiO2 Powders under Irradiation of UV-C Light, Desalination, 249: 301-307 (2009)

[32] Parra R., Ramajo L.A., Goes M.S., Varela G.A., Castro M.S., From Tin Oxalate to (Fe, Co, Nb)-Doped SnO2: Sintering Behavior, Microstructural and Electrical Features, Mater. Res. Bulletin, 43: 3202-3211 (2008).

[33]احمدی اسب چین، سلمان؛ مقایسه مطالعه سینتیکی و هم دمای جذب زیستی نیکل به وسیله باکتری و جلبک های قرمز و قهوه ای، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 77: 41 تا 48 (1394)

[34] Subash B., Krishnakumar B., Sobral A.J.F.N., Surya C., Senthilraja A., Swaminathan M., ,  Shanthi M., Synthesis, Characterization and Daylight Active Photocatalyst with Antiphotocorrosive Property for Detoxification of Azo Dyes, Separat. Purificat. Technol,  164: 170-181 (2016).

[35] Mohammadi R., Massoumi B., Eskandarloo H., Preparation and Characterization of Sn/Zn/TiO2 Photocatalyst for Enhanced Amoxicillin Trihydrate Degradation, Desal. Wat. Treat., 53: 1995-2004  (2015).

[36] Liu Y., Zhang J., Sheng C., Study on the Kinetics of NO Removal from Simulated Flue Gas by a Wet Ultraviolet/H2O2 Advanced Oxidation Process, Energy. Fuels, 25: 1547-1552 (2011).