تهیه مرحله ‌به ‌مرحله تنگستن اکسید بر پایه گرافیت کربونیترید تیواوره ـ مبنا: بررسی g-C3N4/WO3 توده و نانوصفحه دوپ شده با گوگرد در تخریب فوتواکسایشی آلاینده متیلن ـ بلو به کمک تابش نور مرئی

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 گروه تحقیقاتی شیمی آلی و نانو (ONG)، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

2 گروه تحقیقاتی شیمی آلی و نانو (ONG)، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

چکیده

در این پژوهش، گرافیت کربونیترید (g-C3N4) بالک دوپ شده با گوگرد به روش پلیمریزاسیون گرمایی با منبع تیواوره تهیه شد و در گام بعدی با روش اسید شویی ورقه ورقه سازی (نانوصفحه) آن انجام شد و بر روی هردو گونه توده و نانوصفحه‌ تنگستات سدیم بارگذاری شد و کامپوزیت گرافیت کربونیترید/ تنگستن اکسید به روش کلسینه کردن سنتز شد تا یک ساختار هیبرید آلی ـ معدنی تولید شود. گرافیت کربونیترید ((g-C3Nتوده و نانوصفحه و کامپوزیت گرافیت کربونیترید/ تنگستن اکسید توسط روش ­های FT-IR، UV-Vis جامد، XRD، TEM،EDX، SEM و آنالیز عنصری CHNS شناسایی شد. هر دو ساختار گرافیت کربونیترید توده ، نانوصفحه و کامپوزیت آن (هیبرید آلی ـ معدنی) برای انتقال جرم مولکول‌های آلی متیلن ـ بلو برای تخریب کاتالیستی نوری با نور مرئی مورد بررسی قرار گرفتند. تخریب کاتالیستی نوری متیلن ـ بلو با مقدار کاتالیستی نوری از نانوکامپوزیت صفحه‌ای تا بازده 98% در 6=pH  پیش رفت و کاتالیست نوری نیز پایداری خوبی از خود نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[2] D. Ghosh, K.G. Bhattacharyya, Adsorption of methylene blue on kaolinite, Applied Clay Science, 20:  295-300  (2002).
[4] X.-j. Wang, W.-y. Yang, F.-t. Li, Y.-b. Xue, R.-h. Liu, Y.-j. Hao, In situ microwave-assisted synthesis of porous N-TiO2/g-C3N4 heterojunctions with enhanced visible-light photocatalytic properties, Industrial & Engineering Chemistry Research, 52:  17140-17150  (2013).
[5] Y.-P. Zhu, T.-Z. Ren, Z.-Y. Yuan, Mesoporous phosphorus-doped g-C3N4 nanostructured flowers with superior photocatalytic hydrogen evolution performance, ACS applied materials & interfaces, 7:  16850-16856  (2015).
[6] C. Lu, R. Chen, X. Wu, M. Fan, Y. Liu, Z. Le, S. Jiang, S. Song, Boron doped gC 3 N 4 with enhanced photocatalytic UO 2 2+ reduction performance, Applied Surface Science, 360:  1016-1022  (2016).
[7] L. Song, S. Zhang, X. Wu, Q. Wei, A metal-free and graphitic carbon nitride sonocatalyst with high sonocatalytic activity for degradation methylene blue, Chemical Engineering Journal, 184:  256-260  (2012).
[8] X. Wang, K. Maeda, X. Chen, K. Takanabe, K. Domen, Y. Hou, X. Fu, M. Antonietti, Polymer semiconductors for artificial photosynthesis: hydrogen evolution by mesoporous graphitic carbon nitride with visible light, Journal of the American Chemical Society, 131:  1680-1681  (2009).
[10] S. Yan, Z. Li, Z. Zou, Photodegradation performance of g-C3N4 fabricated by directly heating melamine, Langmuir, 25:  10397-10401  (2009).
[11] G. Zhang, J. Zhang, M. Zhang, X. Wang, Polycondensation of thiourea into carbon nitride semiconductors as visible light photocatalysts, Journal of Materials Chemistry, 22:  8083-8091  (2012).
[12] Y. Meng, J. Shen, D. Chen, G. Xin, Photodegradation performance of methylene blue aqueous solution on Ag/g-C3N4 catalyst, Rare Metals, 30:  276-279  (2011).
[13] H.-Y. Chen, L.-G. Qiu, J.-D. Xiao, S. Ye, X. Jiang, Y.-P. Yuan, Inorganic–organic hybrid NiO–gC 3 N 4 photocatalyst for efficient methylene blue degradation using visible light, RSC Advances, 4:  22491-22496  (2014).
[14] S. Vadivel, D. Maruthamani, A. Habibi-Yangjeh, B. Paul, S.S. Dhar, K. Selvam, Facile synthesis of novel CaFe 2 O 4/gC 3 N 4 nanocomposites for degradation of methylene blue under visible-light irradiation, Journal of colloid and interface science, 480:  126-136  (2016).
[15] Y. Ke, H. Guo, D. Wang, J. Chen, W. Weng, ZrO2/g-C3N4 with enhanced photocatalytic degradation of methylene blue under visible light irradiation, Journal of Materials Research, 29:  2473-2482  (2014).
[16] E. Doustkhah, S. Rostamnia, B. Gholipour, B. Zeynizadeh, A. Baghban, R. Luque, Design of chitosan-dithiocarbamate magnetically separable catalytic nanocomposites for greener aqueous oxidations at room temperature, Molecular Catalysis, 434:  7-15  (2017).
[17] S. Rostamnia, B. Gholipour, X. Liu, Y. Wang, H. Arandiyan, NH2-coordinately immobilized tris (8-quinolinolato) iron onto the silica coated magnetite nanoparticle: Fe3O4@ SiO2-FeQ3 as a selective Fenton-like catalyst for clean oxidation of sulfides, Journal of colloid and interface science, 511:  447  (2017).
[18] E. Doustkhah, S. Rostamnia, H.G. Hossieni, R. Luque, Covalently Bonded PIDA on SBA‐15 as Robust Pd Support: Water‐Tolerant Designed Catalysts for Aqueous Suzuki Couplings, ChemistrySelect, 2:  329-334  (2017).
[21] S. Rostamnia, E. Doustkhah, B. Zeynizadeh, Cationic modification of SBA-15 pore walls for Pd supporting: Pd@ SBA-15/IL DABCO as a catalyst for Suzuki coupling in water medium, Microporous and Mesoporous Materials, 222:  87-93  (2016).
[22] S. Rostamnia, E. Doustkhah, R. Bulgar, B. Zeynizadeh, Supported palladium ions inside periodic mesoporous organosilica with ionic liquid framework (Pd@ IL-PMO) as an efficient green catalyst for S-arylation coupling, Microporous and Mesoporous Materials, 225:  272-279  (2016).
[25] S. Rostamnia, H. Alamgholiloo, X. Liu, Pd-grafted open metal site copper-benzene-1, 4-dicarboxylate metal organic frameworks (Cu-BDC MOF’s) as promising interfacial catalysts for sustainable Suzuki coupling, Journal of colloid and interface science, 469:  310-317  (2016).
[26] K.-i. Katsumata, R. Motoyoshi, N. Matsushita, K. Okada, Preparation of graphitic carbon nitride (g-C3N4)/WO3 composites and enhanced visible-light-driven photodegradation of acetaldehyde gas, Journal of hazardous materials, 260:  475-482  (2013).
[27] Z. Jin, N. Murakami, T. Tsubota, T. Ohno, Complete oxidation of acetaldehyde over a composite photocatalyst of graphitic carbon nitride and tungsten (VI) oxide under visible-light irradiation, Applied Catalysis B: Environmental, 150:  479-485  (2014).
[28] J. Ding, Q. Liu, Z. Zhang, X. Liu, J. Zhao, S. Cheng, B. Zong, W.-L. Dai, Carbon nitride nanosheets decorated with WO 3 nanorods: ultrasonic-assisted facile synthesis and catalytic application in the green manufacture of dialdehydes, Applied Catalysis B: Environmental, 165:  511-518  (2015).
[29] H.J. Kong, D.H. Won, J. Kim, S.I. Woo, Sulfur-doped g-C3N4/BiVO4 composite photocatalyst for water oxidation under visible light, Chemistry of Materials, 28:  1318-1324  (2016).