فوتوکاتالیست دوتایی صفحه‌ای شکل AgBr-Bi24Br10O31 با فعالیت بالا تحت نور مرئی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

چکیده

وجود انواع آلاینده های آلی و معدنی در زیست بوم­های آبی مورد استفاده برای مصرف­ های گوناگون مانند آب شرب، کشاورزی، پرورش موجودات آبزی و غیره همواره از مهم­ترین چالش­ های پیش روی پژوهشگران و مسئولان صنعتی و حکومتی بوده است. حذف این آلاینده­ ها به­ کمک فرایندهای فوتوکاتالیستی برپایه ترکیب­ های نیمه رسانای فعال تحت نور مرئی و انرژی خورشیدی از نوین ­ترین روش­ های روز دنیا می ­باشد که باعث شده در دهه های اخیر طیف گسترده ای از نانوساختارهای نوین سنتز، معرفی و در این راستا به­ کار گرفته شوند.  از مهم­ ترین این آلاینده­ها می توان به ورود ترکیب­ های ناشی از فعالیت کارخانه ­های نساجی به ­ویژه رنگ­ های آزو به آب­ های آزاد اشاره کرد. این گونه ­ها به ­واسطه داشتن گروه ­های عاملی و پیوندهای سیر نشده، تحت تابش خورشیدی در محیط­ های آبی آلاینده­ های ثانویه ای ایجاد می کنند که بیش ­تر سرطان­زا بوده و زندگی زیست بوم را به خطر می اندازند. در پژوهش حاضر نانوساختار نوین  AgBr-Bi24Br10O31 با ریخت­ شناسی صفحه­ ای یک شکل به روش رسوب­د هی شیمیایی در حضور مایع یونی سنتز، با روش ­های XRD،BET،DRS،SEM و FT-IR شناسایی، و فعالیت آن­ ها در راستای حذف نمونه رنگ آزو AB92 تحت نور مرئی مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز XRD به خوبی حضور فاز بلوری ماده مورد نظر را تأیید کرد. همچنین آنالیز DRS به صورت تقریبی میزان نوار انرژی نیمه رسانا را تخمین زده و فعال بودن آن در ناحیه مرئی را تایید نمود. نتیجه­ های آزمون ­های فوتوکاتالیستی نشان داد نانوفوتوکاتالیست سنتز شده می تواند در کم ­تر از 20 دقیقه آلاینده را به ­طور کامل از محیط حذف کند، همچنین تا چهار بار استفاده متوالی فعالیت قابل پذیرشی را در نور مرئی از خود نشان دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Li H., Shang J., Ai Z., Zhang A., Efficient Visible Light Nitrogen Fixation with BiOBr Nanosheets of Oxygen Vacancies on the Exposed {001} Facets, J. Am. Chem. Soc., 137: 6393-6399 (2015).
[3] Wang W., Huang F., Lin X., xBiOI–(1 − x)BiOCl as Efficient Visible-Light-Driven Photocatalysts, Scr. Mater., 56: 669-672 (2007).
[4] Wang C.Y., Zhang X., Qiu H.B., Huang G.X., Yu H.Q.,  Bi24O31Br10 Nanosheets with Controllable Thickness for Visible–Light–Driven Catalytic Degradation of Tetracycline Hydrochloride, Appl. Catal. B: Environ., 205: 615-623 (2017).
[5] Chen L.L., Jiang D.L., He T., Wu Z.D., Chen M., In-Situ Ion Exchange Synthesis of Hierarchical AgI/BiOI Microsphere Photocatalyst with Enhanced Photocatalytic Properties, Cryst. Eng. Comm., 15: 7556-7563 (2013).
[6] Wang P., Huang B.B., Zhang X.Y., Qin X.Y., Dai Y., Wang Z.Y., Lou Z.Z., Highly Efficient Visible Light Plasmonic Photocatalysts [email protected](Cl, Br) and [email protected]– AgI, Chem. Cat. Chem., 3: 360-364 (2011).
[7] Bi Y., Ouyang S., Umezawa N., Cao J., Ye J., Facet Effect of Single-Crystalline Ag3PO4 Sub-Microcrystals on Photocatalytic Properties, J. Am. Chem. Soc., 133: 6490-6492 (2011).
[8] Bi Y.P., Ouyang S.X., Cao J.Y., Ye J.H., Facile Synthesis of Rhombic Dodecahedral AgX/Ag3PO4 (X = Cl, Br, I) Heterocrystals with Enhanced Photocatalytic Properties and Stabilities, Phys. Chem. Chem. Phys., 13: 10071-10075 (2011).
[9] Bi Y., Hu H., Jiao Z., Yu H., Lu G., Ye J., Two-Dimensional Dendritic Ag3PO4 Nanostructures and Their Photocatalytic Properties, Phys. Chem. Chem. Phys., 14: 14486-14488 (2012).
[10] Bi Y., Hu H., Ouyang S., Jiao Z., Lu G., Ye J., Selective Growth of Metallic Ag Nanocrystals on Ag3PO4 Submicro-Cubes for Photocatalytic Applications, Chem. Eur. J., 18: 14272-14275 (2012).
[11] Chang X.F., Yu G., Huang J., Li Z., Zhu S.F., Yu P.F., Cheng C., Deng S.B., Ji G.B., Enhancement of Photocatalytic Activity Over NaBiO3/BiOCl Composite Prepared by an in Situ Formation, Catal. Today, 153: 193-199 (2010).
[12] Chang X.F., Haung J., Cheng C., Sui Q., Sha W., Ji G.B., Deng S.B., Yu G., BiOX (X = Cl, Br, I) Photocatalysts Prepared using NaBiO3 as the Bi Source: Characterization and Catalytic Performance, Catal. Commun., 11: 460-464 (2010).
[13] Dahl M., Liu Y., Yin Y., Composite Titanium Dioxide Nanomaterials, Chem. Rev., 114: 9853-9889 (2014).
[14] Di J., Xia J., Yin S., He M., Li H., Xu L., Jiang Y., Ag-C3N4/BiOBr Visible-Light-Driven Composite: Synthesis Via a Reactable Ionic Liquid and Improved Photocatalytic Activity, RSC, Adv., 3: 19624-19631 (2013).
[15] Ganose A.M., Cuff M., Butler K.T, Walsh A., Scanlon D.O., Interplay of Orbital and Relativistic Effects in Bismuth Oxyhalides: BiOF, BiOCl, BiOBr, and BiOI, Chem. Mater., 28: 1980-1984 (2016).