• شماره ركورد
    34410
  • پديد آورنده

    شهرزاد مسچيان مقدم

  • عنوان
    بررسي اثر درصد وزني مكسين بر خواص فوتوكاتاليستي كامپوزيت فريت روي-مكسين سنتزشده به روش هم‌رسوبي
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مواد و متالورژي- شناسايي و انتخاب مواد مهندسي
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1404/07/29
  • استاد راهنما
    مسعود هاشمي نياسريسيد حسين رضوي
  • استاد مشاور
    سيد مرتضي مسعود پناه
  • دانشكده
    دانشكده مهندسي مواد و متالورژي
  • چكيده
    تخريب فوتوكاتاليستي آلاينده‌هاي آلي پايدار مانند متيلن بلو، يك راهبرد حياتي براي تصفيه آب و حفاظت از محيط زيست است. با اين حال، كارايي عملي فريت روي (ZnFe₂O₄)، يك فوتوكاتاليست نويدبخش فعال در نور مرئي به‌دليل بازتركيب سريع جفت‌هاي الكترون-حفره و سطح ويژه پايين با محدوديت مواجه است. در اين پژوهش، براي غلبه بر اين چالش‌ها، يك ناهمگون‌‌ساختار (Heterostructure) يعني (ZnFe₂O₄/Ti₃C₂Tₓ) با استفاده از روش هم‌رسوبي در حضور گلايسين به‌عنوان ماده فعال سطحي (Surfactant) سنتز شد. نانوكامپوزيت‌هاي حاصل با درصدهاي وزني مختلف مكسين (5، 10 و 15 درصد) با روش‌هايي نظير XRD، رامان، UV-Vis DRS، SEM، PL و آزمون‌‌هاي الكتروشيميايي مشخصه‌يابي شدند. نتايج نشان داد كه نانوذرات فريت روي (ZnFe₂O₄) به‌طور يكنواخت بر روي سطح نانوورقه‌هاي مكسين (MXene) توزيع شده‌اند و يك پيوند ناهمگون (Heterojunction) كارآمد در فصل مشترك دو ماده تشكيل شده است. نمونه مناسب (ZFO-M10) تحت تابش نور مرئي، كارايي تخريب خوبي از خود نشان داد و موفق شد در شرايط بهينه (pH=10) و طي 180 دقيقه، 82% از رنگ متيلن ‌بلو را تجزيه كند. اين ميزان تخريب، بهبودي 65 درصدي نسبت به فريت روي خالص را نشان مي‌دهد و ثابت نرخ واكنش آن (min⁻¹ 0091/0k = ) حدود 8 برابر بيشتر از نمونه خالص (min⁻¹ 0011/0k = ) بود. مطابق با نتايج آزمون ‌هاي امپدانس الكتروشيميايي و آزمون جريان نوري ، اين عملكرد برتر به جداسازي و انتقال كارآمدتر حامل‌هاي بار در ناهمگون‌ساختار نسبت داده مي‌شود. اين ناهمگون‌ساختار پايدار و قابل بازيافت، راهكاري مؤثر براي تصفيه پساب‌هاي صنعتي ارائه مي‌دهد
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/11/05
  • عنوان به انگليسي
    A Novel ZnFe2O4/Ti3C2Tx Heterostructure for Efficient Photocatalytic Degradation of Methylene Blue
  • تاريخ بهره برداري
    10/21/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    شهرزاد مسچيان مقدم

  • چكيده به لاتين
    The photocatalytic degradation of methylene blue is a crucial process for environmental remediation. However, the performance of zinc ferrite (ZnFe₂O₄) as a visible-light photocatalyst is often limited by its low surface area an‎d rapid electron-hole recombination. To overcome these limitations, we synthesized a new type of zinc ferrite/MXene (Ti₃C₂Tx) heterostructure via a co-precipitation method involving glycine as a surfactant, which significantly enhanced the crystallinity an‎d morphology of the zinc ferrite nanoparticles. The resulting composites, referred to as ZnFe₂O₄-MXene5, ZnFe₂O₄-MXene10, an‎d ZnFe₂O₄-MXene15 (corresponding to zinc ferrite with 5, 10, an‎d 15 wt% MXene, respectively), were thoroughly characterized using X-ray diffraction, Raman spectroscopy, ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy, scanning electron microscopy, photoluminescence spectroscopy, an‎d electrochemical techniques, revealing well-distributed MXene nanosheets across the zinc ferrite surface an‎d confirming the formation of an efficient heterojunction. The photocatalytic activity of the optimized ZnFe₂O₄-MXene10 composite was eva‎luated under visible light irradiation at varying pH levels. The ZnFe₂O₄-MXene10 composite achieved 82% degradation of methylene blue within 180 minutes at pH 10, representing a 65% improvement over pure zinc ferrite. The rate constant for ZnFe₂O₄-MXene10 (k = 0.0091 min⁻¹) was approximately 8.3 times higher than that of pure zinc ferrite (k = 0.0011 min⁻¹). Electrochemical impedance spectroscopy an‎d photocurrent response measurements confirmed that the enhanced performance resulted from improved charge separation an‎d transfer efficiency at the established heterojunction interface. This stable an‎d highly efficient ZnFe₂O₄-MXene10 heterostructure offers a promising approach for sustainable wastewater treatment, demonstrating significant potential for practical industrial applications in organic pollutant remediation.
  • كليدواژه هاي فارسي
    زينك فريت , مكسين , ناهمگون ساختار , متيلن بلو
  • كليدواژه هاي لاتين
    Zinc ferrite , Mxene , Heterojunction , methylene blue
  • Author
    Shahrzad Messchian Moghadam
  • SuperVisor
    M.Hasheminiasari, SH.Razavi