30817

تهيه و شناسايي كامپوزيت‌هاي دو جزئي از چارچوب‌هاي فلز-آلي سريمي و CoFeO3 و بررسي عملكرد پيزوفوتوكاتاليزوري آن‌ها در واكنش‌هاي كاهش نيتروژن و كاهش كروم شش ظرفيتي

كارشناسي ارشد

شيمي- شيمي معدني

1401

1403/2/11

وحيد صفري فرد

ندارم

شيمي

تبديل انرژي خورشيدي به انرژي شيميايي از راه فوتوكاتاليزگري يك زمينه مهم در توليد انرژي سبز و بهبود محيط زيست است. با اين وجود، اثربخشي آن در حال حاضر در درجه اول به دليل موضوع نوتركيبي حاملان بار كمتر از انتظارات است. براي پرداختن به اين چالش، اثر پيزوفوتوكاتاليزگري به يك رويكرد خوش‌ بينانه براي افزايش فرآيندهاي فوتوكاتاليزگري تبديل شده است. در اين مطالعه، مجموعه‌اي از نانوكامپوزيت‌هاي CoFeO3/Ce-MOF را با تركيب چارچوب‌هاي فلز-آلي بر پايه فلز سريم با CoFeO3 مشتق شده از چارچوب فلز-آلي توسعه داده شد. براي سنجش اثربخشي، ساختار‌هاي ناهمگن CoFeO3/Ce-UiO-66، CoFeO3/Ce-MOF-808 و CoFeO3/Ce-MOF-801 با استفاده از روش‌هاي شناسايي متعدد مانند XRD، IR، FESEM، DRS، EDX، VSM، EIS، Zeta و BET ارزيابي شدند. به طور كلي، در ميان نانوكامپوزيت‌هاي مختلف مورد مطالعه، CoFeO3/Ce-MOF-801 با مساحت سطحي به اندازه 337 متر مربع برگرم و انرژي شكاف باند 75/2 الكترون ولت به يك نتيجه قابل توجه با كارايي100 درصدي در كاهش كروم شش ظرفيتي تنها در عرض 30 دقيقه و در توليد آمونياك با نرخ 13/292 ميكرومول بر گرم بر ساعت بر ليتر دست يافت. نتايج نشان مي‌دهد كه CoFeO3/Ce-MOF ‌ها پتانسيل اين را دارند كه يك پيزوفوتوكاتاليزگر سازگار با محيط زيست و مقرون به صرفه باشند كه مي‌تواند به طور موثر با چالش‌هاي توليد آمونياك پايدار و حذف آلاينده‌هاي مضر كروم شش ظرفيتي از آب مقابله كند. اين كاتاليزگرهاي توسعه يافته قابليت‌هاي اميدواركننده‌اي را براي طيف گسترده‌اي از كاربردها نشان مي‌دهند.

1403/02/18

Synergy in Action: MOF-derived CoFeO3/Ce-MOF Nanocomposites as Piezo-Photocatalysts for Sustainable Chromium Reduction and Nitrogen fixation

4/30/2025 12:00:00 AM

The conversion of solar energy into chemical energy through photocatalysis is an important field of interest in green energy generation and environmental improvement. Nevertheless, its effectiveness currently falls short of expectations, primarily due to the issue of charge recombination. To address this challenge, the piezo-photocatalytic effect has become an optimistic approach for enhancing photocatalytic processes. In this study, we have developed a series of CoFeO3/Ce-MOF nanocomposites by combining Cerium metal-organic frameworks with MOF-derived CoFeO3. To gauge their effectiveness, the CoFeO3/Ce-UiO-66, CoFeO3/Ce-MOF-808, and CoFeO3/Ce-MOF-801 heterostructures were assessed by employing multiple characterization methods including XRD, IR, FESEM, DRS, EDX, VSM, PL, EIS, Zeta, and BET. Generally, among the different nanocomposites studied, CoFeO3/Ce-MOF-801 achieved a remarkable result an outstanding 100% efficiency in reducing hexavalent chromium within just 30 minutes, and in ammonia generation, with a rate of 292.13 μmol g−1 h−1L-1. The results indicate that CoFeO3/Ce-MOFs have the potential to be an eco-friendly and affordable piezo-photocatalyst that can effectively tackle the challenges of sustainable ammonia production and the removal of harmful Cr(VI) contaminants from water. This recently developed catalyst demonstrates promising capabilities for a wide range of applications.

چارچوب‌هاي فلز-آلي , پيزوفوتوكاتاليزگر , چارچوب‌هاي فلز-آلي سريمي

Metal-organic frameworks , piezo-photocatalyst , Ce-MOF

Nooshin Gholhovallahi

Dr. Vahid Safarifard