22561

مشخصه يابي ساختاري و خواص نوري ZnV2O6 سنتز شده به روش احتراق محلولي

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

1399/3/20

دكتر مسعود هاشمي نياسري

دكتر سيدمرتضي مسعود پناه

مواد و متالورژي

در سال¬هاي اخير آلودگي محيط زيست در ابعاد جهاني و كمبود منابع تميز انرژي توجه دانشمندان را روي مسائل زيست محيطي متمركز ساخته است. يكي از راه¬هاي مبارزه با آلودگي¬هاي زيست محيطي، تجزيه¬ي مولكول¬هاي سمي و مضر و تبديل آن¬ها به مواد غيرسمي توسط فرايندهاي فتوكاتاليستي است كه ZnV2O6 به دليل پايداري شيميايي و پتانسيل بالا، ارزان بودن و سازگاري با محيط زيست توجهاتي را به عنوان ماده فتوكاتاليستي به خود جلب كرده است. در اين پژوهش ZnV2O6 و نمونه كامپوزيتي ZnV2O6_TiO2 به روش سنتز احتراق محلولي با استفاده از سوخت¬هايي همچون سيتريك اسيد و گلايسين با مقادير مختلف مولي سنتز شدند. پودرهاي سنتز شده با استفاده از روش¬هاي پراش پرتو ايكس(XRD)، ميكروسكوپ الكترون روبشي گسيل ميدان (FESEM)، طيف سنجي بازتاب نفوذي (DRS)، طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR)، طيف سنجي فوتولومينسانس (PL)، آناليز سطح ويژه (BET) و طيف سنجي مرئي- فرابنفش (UV-Visible) مورد بررسي قرار گرفت و همچنين بر روي ژل آن¬ها نيز آناليز حرارتي (STA) انجام شد. استفاده از تركيب و مقادير مولي مختلف سوخت به منظور تغيير در شرايط احتراق از جمله دما، مقدار و تركيب گاز احتراق صورت پذيرفت. نتايج به دست آمده، بيانگر برتري عملكرد فوتوكاتاليستي، خلوص بالا ، تخلخل عالي مشاهده شده در تصاوير SEM و شكاف انرژي بهتر به نسبت نمونه هاي ديگر، نمونه حاوي 15 ميلي مول سيتريك اسيد در بين ماده¬هاي ZnV2O6 بوده است و نمونه كامپوزيتي 1/0 گرم ZnV2O6 و 1/0 گرم TiO2 در بين ماده¬هاي كامپوزيتي ZnV2O6_TiO2 داراي فعاليت فوتوكاتاليستي بيشتر در تخريب رنگدانه¬ها به نسبت نمونه ديگر، تخلخل قابل توجه در تصاوير SEMو همچنين خلوص بالا بوده است. بررسي فعاليت فتوكاتاليستي پودرهاي سنتز شده نتايج خوبي را نشان مي¬داد به طوري كه در نمونه حاوي15 ميلي مول سيتريك اسيد در نمونه¬هاي ZnV2O6 73 درصد تخريب متيلن بلو در pH برابر9 و در نمونه كامپوزيتي 1/0 گرم ZnV2O6 و 1/0 گرم TiO2 در بين ماده¬هاي كامپوزيتي ZnV2O6_TiO2 ، 91 درصد تخريب متيلن بلو در pH برابر 9 مشاهده شد. مطالعه بر روي ديگر رنگدانه¬ها(رودامين بي و متيل اورانژ) نيز در pH هاي مختلف نيزصورت گرفت كه مشاهده شد در pH برابر 2 فقط جذب وجود دارد.

1399/09/04

Structural characterization and optical properties of ZnV2O6 synthesized by solution combustion method

6/19/2020 12:00:00 AM

In recent years, environmental pollution on a global scale and a lack of clean energy resources have focused scientists' attention on environmental issues. One way to combat environmental pollution is to decompose toxic and harmful molecules and turn them into non-toxic substances by photocatalytic processes that ZnV2O6 due to chemical stability and high potential, cheapness and environmental compatibility. Biology has attracted attention as a photocatalytic material. In this study, ZnV2O6 and the composite sample ZnV2O6_TiO2 were synthesized by solution combustion synthesis using fuels such as citric acid and glycine with different amounts of molybdenum. Synthesized powders using X-ray diffraction (XRD), field electron scanning electron microscopy (FESEM), Diffuse reflectance spectra (DRS), FTIR infrared spectrometry (FTIR) spectroscopy, photoluminescence spectroscopy (PL), Brunauer emmett teller (BET) and visible-ultraviolet (UV-Visible) spectroscopy were analyzed, and Simultaneous thermal analysis (STA) was performed on their gels. The combination and different molecular values of the fuel were used to change the combustion conditions, including temperature, amount and composition of the combustion gas. The results showed that the superiority of photocatalytic performance, high purity, excellent porosity observed in SEM images and better energy gap compared to other samples, the sample contained 15 mmol citric acid among ZnV2O6 substances and composite sample 0.1 g ZnV2O6 and 0.1 g TiO2 among ZnV2O6_TiO2 composite materials had more photocatalytic activity in pigment degradation, better energy gap than other samples, significant porosity in SEM images as well as high purity. Examination of the photocatalytic activity of the synthesized powders showed good results, so that in the sample containing 15 mmol citric acid in ZnV2O6 samples, 73% of methylene blue destruction at pH equal to 9 and in the composite sample 0.1 g ZnV2O6 and 0.1 g Among the ZnV2O6_TiO2 composite TiO2, 91% methylene blue degradation was observed at pH 9. The study of other pigments also took place at different pHs, and it was observed that in all pHs equal to 2, there was only adsorption.