23699

خواص فوتوكاتاليستي نانوكامپوزيت نانوميله هاي روي اكسيد-مگنتيت-پلي پيرول

كارشناسي ارشد

فيزيك حالت جامد

96-97

1399/06/27

محسن بابامرادي

علي ملكي

فيزيك

در اين پروژه به منظور تهيه‌ي نانوكامپوزيت نانوميله‌هاي روي‌‌اكسيد-Fe3O4-پلي‌پيرول با درصدهاي مختلف از ‌پيرول (40% و 70%)، نانوميله‌هاي‌ روي ‌اكسيد به روش هيدروترمال و نانوذرات اكسيدآهن (Fe3O4) و پلي‌پيرول به روش رسوب‌دهي شيميايي سنتز شدند. در ادامه خواص فوتوكاتاليستي نانوكامپوزيت‌هاي روي اكسيد-Fe3O4 و روي‌اكسيد-Fe3O4-پلي‌پيرول مورد بررسي قرار گرفت. جهت بررسي تخريب فوتوكاتاليستي، كاتاليست‌هاي سنتز شده داخل محلول متيلن‌بلو قرار گرفتند و تحت تابش نور لامپ جيوه ميزان درصد تخريب براي هر يك از كاتاليست‌ها به‌دست آمد. براي بررسي مورفولوژي و اندازه نانوميله‌هاي روي اكسيد و نانوكامپوزيت‌ها آناليز SEM انجام شد، تصاوير SEM نشان داد كه نانوميله‌هاي روي‌اكسيد داراي قطر متوسط 200 نانومتر هستند و نانوكامپوزيت نانوميله‌هاي روي اكسيد-Fe3O4 و نانوكامپوزيت‌ها با درصدهاي مختلف 40 و 70 درصد از ‌پيرول به ترتيب داراي نانوذراتي با قطر متوسط 50، 77 و 133 نانومتر هستند. براي شناسايي پلي‌پيرول سنتز شده در نانوكامپوزيت‌ها آناليز FT-IR از نمونه‌ها گرفته شد. به منظور بررسي خاصيت مغناطيسي نانوكامپوزيت‌ها با درصدهاي متفاوت از ‌پيرول، آناليز VSM از نمونه‌ها گرفته شد و در هر دو نمونه رفتار فوق‌مغناطيسي در دماي 300 كلوين مشاهده شد. آناليز EDX براي مشاهده عناصر موجود در نانوكامپوزيت نانوميله‌هاي روي‌اكسيد-Fe3O4-پلي‌پيرول گرفته شد. براي بررسي فاز تشكيل شده از نمونه‌هاي نانوميله‌هاي روي‌اكسيد و نانوكامپوزيت نانوميله‌هاي روي‌اكسيد-Fe3O4-پلي‌پيرول با 40 درصد پيرول، آناليز XRD گرفته شد. همچنين آناليز ِDRS براي بررسي جذب نور توسط سه نمونه نانوميله‌هاي روي‌اكسيد و نانوكامپوزيت‌هاي شامل پلي‌پيرول مورد استفاده قرار گرفت. آزمايش فوتوكاتاليستي نشان داد كه نمونه‌هاي نانوكامپوزيتي با 40 و 70 درصد پيرول بعد از گذشت 120 دقيقه به ترتيب 27/90 و 84/14 درصد رنگ متيلن‌بلو را تخريب كردند. در حالي كه نانوكامپوزيت نانوميله‌هاي روي‌اكسيد-Fe3O4 هيچ تخريبي را تحت نور جيوه از خود نشان نداد. بنابراين از ميان نانوكامپوزيت‌ها بعد از گذشت 120 دقيقه نمونه كامپوزيتي با 40 درصد ‌پيرول بيشترين تخريب فوتوكاتاليستي را داشته است.

1399/11/29

the photocatalytic properties of ZnO NRs/Fe3O4/PPy

1/1/1900 12:00:00 AM

In this project, in order to prepare the ZnO NRs-Fe3O4-PPy nanocomposites, ZnO nanorods were synthesized by hydrothermal method and then ZnO NR-Fe3O4-PPy nanocomposite was synthesized by depositional method with two percentage of Pyrrole (40 and 70%). Then, he photocatalytic properties of ZnO NRs-Fe3O4 and ZnO NRs-Fe3O4-PPy nanocomposites were investigated. To investigate the photocatalytic degradation, the synthesized catalysts were placed in methylene blue solution and the percentage of degradation for each of the catalysts was obtained under the light of mercury lamp. Scanning electron microscopy (SEM) was used to observe the morphology of ZnO nanorods, ZnO NR-Fe3O4 and ZnO NR-Fe3O4-PPy nanocomposites. SEM images showed that oxidized nanorods have an average diameter of 200 nm and the nanocomposites of ZnO NRs-Fe3O4, ZnO NRs-Fe3O4-PPy (40%) and ZnO NRs-Fe3O4-PPy (70%) have an average diemeter of 50, 77 and 133 nm respectively. The FT-IR analysis shows the polymerization of PPy in presence of ZnO NR-Fe3O4 nanocomposite. In order to investigate the magnetic properties of nanocomposites with different percentages of Pyrrole, VSM analysis was taken from the samples and in both samples, the magnetic behavior was observed at a temperature of 300K. EDX analysis was performed to observe the elements present in the nanocomposite of ZnO NRs-Fe3O4-PPy with 40% of pyrrole. For evaluating the formed phase of ZnO nanorods and the nanocomposite of 40% of pyrrole, XRD analysis was performed. In addition, DRS measurement was used for measuring the absorption of pure ZnO nanorods and the nanocomposites that showing high performance of ZnO NR-Fe3O4-PPy nanocomposites in the visible light region. Photocatalytic experiments showed that nanocomposite samples with 40% and 70% of Pyrrole degraded 90.27% and 14.84% of methylene blue paint after 120 minutes, respectively. While the nanocomposite of ZnO NRs-Fe3O4 showed no degradation under mercury light. Therefore, among the nanocomposites, after 120 minutes, the composite sample with 40% of Pyrrole had the most photocatalytic degradation.

نانوميله‌هاي روي‌اكسيد، Fe3O4، پلي‌پيرول، روش هيدروترمال، فوتوكاتاليست

ZnO nanorods, polypyrrole, Fe3O4 nanoparticles, hydrothermal method, photocatalyst