20539

۲۰۵۳۹

بررسي اثر پارامترهاي سنتز احتراق محلولي بر خواص نوري و فوتوكاتاليستي كامپوزيت ZnO/CoFe2O4

كارشناسي ارشد

انتخاب و شناسايي مواد فلزي

1395-1397

۱۳۹۷/۱۲/۱۲

دكتر مسعود هاشمي نياسري

دكتر مرتضي مسعود پناه

مواد و متالورژي

در سال‌هاي اخير اكسيد روي به دليل ويژگي‌هاي منحصربه‌فردي از جمله انرژي پيوند اكسايتون بزرگ، شكاف انرژي پهن (ev 37/3)، كنترل آسان شكل ذرات، كم هزينه بودن توجه بسياري را براي كاربرد فوتوكاتاليستي به خود جلب كرده است. در پژوهش حاضر، ابتدا نانو ذرات اكسيد روي به كمك روش احتراق محلولي با سوخت سيتريك اسيد در pH هاي مختلف و روش گرمادهي معمولي و مايكروويو سنتز شدند. سپس نمونه‌ي اكسيد روي با استفاده از تركيب سوختي گلايسين و سيتريك اسيد با نسبت‌هاي سوخت به اكسيدكننده‌ي متفاوت (5/0، 1، 5/1و 2) در دو محيط مختلف باز و بسته سنتز گرديد. در نهايت نانو كامپوزيت اكسيد روي-5 درصد وزني كبالت فريت به روش احتراق محلولي سنتز شد و جهت بهبود خاصيت فوتوكاتاليستي از 20 درصد وزني اكسيد گرافن كاهش يافته استفاده شد. در نهايت پودرهاي توليدي به روش فوق جهت مشخصه يابي تحت بررسي¬هاي طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR)، طيف سنجي رامان، آناليز پراش پرتو ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي و عبوري (TEM و SEM)، آناليز حرارتي (DTA-TGA)، طيف سنجي بازتابي نفوذي (DRS)، طيف سنجي فوتولومينسانس (PL) و طيف سنجي جذبي فرا بنفش مرئي قرار گرفتند. اكسيد روي سنتز شده با تركيب سوختي گلايسن و سيتريك اسيد در 1=φ و در محيط بسته مي‌تواند مولكول‌هاي متيلن بلو را در دو مرحله تجزيه كند، بدين صورت كه در حدود 85 درصد متيلن بلو در 60 دقيقه ابتدايي به صورت سريع و باقي مانده‌ي آن در 120 دقيقه به صورت آهسته تا 100 درصد تجزيه مي‌شوند و از سوي ديگر كامپوزيت نهايي بهينه سازي شده 30 درصد خاصيت فوتوكاتاليستي براي تخريب رنگ متيلن بلو از خود نشان داد. واژه‌هاي كليدي: اكسيد روي، فرآيند فوتوكاتاليستي، سنتز احتراق محلولي، نانو كامپوزيت اكسيد روي-كبالت فريت

1398/03/06

The Effect Solution Combustion Synthesis Parameters on Optical and Photocatalystic Properties of ZnO/CoFe2O4 Composite

5/27/2019 12:00:00 AM

In recent years, zinc oxide has attracted a lot of attention for photocatalytic application due to its unique properties such as large exciton binding energy, wide band gap energy (3.37eV), easy control of particle shape and low cost. In this study, zinc oxide nanoparticles were initially synthesized by using citric acid as a fuel in various amounts of pH and conventional and microwave combustion methods. Furthermore, the synthesis of zinc oxide nanoparticles was performed using various amounts of mixed glycine-citric acid fuel (φ=0.5,1,1.5 and 2) in the presence (open system) and absence (closed system) of air oxygen. Finally, zinc oxide-cobalt ferrite nanocamposites were synthesized by solution combustion method and reduced graphene oxide (20%) was used in order to improve photocatalytic activity of nanocamposite. The synthised powder were characterised by FTIR, DTA/TGA, XRD, SEM, TEM, PL spectra, UV–Vis diffuse reflectance spectra, UV–Vis spectra and Raman spectra. About 85 % of MB dye was photodegraded during 60 min UV irradiation by the as-combusted ZnO powders at φ=1 in closed system and zinc oxide-5% wt. % cobalt ferrite-20% wt. % reduced graphene oxide nanocamposite photodegraded 30% of MB during 3 hours UV irradiation. Keywords: Zinc oxide, Solution combustion synthesis, Photocatalytic performance