23730

سنتز هيدروترمال و سولوترمال نانوذرات پيريت (FeS2) و بررسي خواص فتوكاتاليستي آن

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد - گرايش استخراج فلزات

1396

1399/06/29

دكتر محمدشيخ شاب بافقي / دكتر سيدمرتضي مسعودپناه

مهندسي مواد و متالورژي

در بين نيم¬رساناهاي كالكوژنيدي FeS2 به علت عدم سميت و فراواني آن در زمين، جايگاه خاصي دارد. خصوصيات اپتيكي عالي اين ماده مانند باند ممنوعه مناسب و ضريب جذب بالا سبب مي¬شود كه اين ماده قابليت رقابت در بسياري از كاربردهاي فتوكاتاليستي را داشته باشد. از طرفي روش¬هاي مختلفي براي سنتز نانوذرات FeS2 فاز پيريت خالص توسعه يافته¬ است كه در ميان روش¬هاي مختلف، فرايند هيدروترمال و سولوترمال مزايايي مانند سادگي، هزينه كم و شرايط سنتز متعادل را دارند؛ از همين رو در پژوهش حاضر به بررسي سنتز نانوذرات FeS2 با ساختار پيريت به روش سولوترمال و هيدروترمال و سپس بررسي خاصيت فوتوكاتاليتسي نانوذرات توليد شده پرداخته شد. عمده¬ترين عوامل موثر بر نتايج نهايي، دما، نوع و نسبت سورفكتانت و نوع حلال استفاده شده بود. بر اساس نتايج به¬دست آمده بيشترين ميزان فاز پيريت در نمونه¬هاي حاوي سورفكتانت مربوط به نمونه با حلال اتيلن گليكول با سورفكتانت CTAB و نسبت 1 در مدت زمان 6 ساعت بود كه در اين نمونه ذرات FeS2 داراي توانايي جذب سطحي بيشتر از ظرفيت تجزيه فتوكاتاليستي بودند و بعد از گذشت 3 ساعت، حدود 60% تجزيه فتوكاتاليستي داشت. همچنين نتايج DRS نشان داد كه محدوده باند ممنوعه براي تمامي نمونه¬ها در بازه ي 9/1 الي 5/0 الكترون ولت قرار داشت كه اين آزمون براي نمونه 6.E.C1 حدود 8/1 الكترون ولت را اندازه گيري كرد.

1399/12/18

Hydrothermal and Solvothermal Synthesis of pyrite nanoparticles (FeS2) and investigation of its photocatalytic properties

9/22/2021 12:00:00 AM

FeS2 has a special place among Calcogenic semiconductors due to its non-toxicity and abundance on earth. The excellent optical properties of this material, such as a suitable prohibited band gap and high absorption coefficient, make it able to compete with many photocatalytic applications. On the other hand, different methods for synthesizing FeS2 nanoparticles have developed pure pyrite phase, which among different methods, hydrothermal process and solvothermal have advantages such as simplicity, low cost and balanced synthesis conditions; Therefore, in the present study, the synthesis of FeS2 nanoparticles with pyrite structure by solvothermal and hydrothermal methods was investigated and then the photocatalytic property of the produced nanoparticles was investigated. The main factors affecting the final results were temperature, cooling rate, degree of saturation and supersaturation, type and ratio of surfactant used and the amount of sulfur in the synthesis. Based on the obtained results, the highest pyrite phase with cubic structure in the samples containing surfactant was related to the sample of 6.E.C1. For 3 hours, it had about 60% photocatalytic analysis. The results of the DTA test showed that as the pyrite phase increases at the sample level, the FeS2 crystallization temperature is transferred to lower temperatures. The DRS results also showed that the range of the banned band for all samples ranged from 1.9 to 0.5 volts, which measured about 1.8 volts for the 6.E.C1 sample.

پيريت , سولوترمال , هيدروترمال , فتوكاتاليست

pyrite , photocatalyst , hydrothermal , solvothermal