مطالعات فوتوکاتالیزی و سینتیکی تصفیه پساب های رنگی و کشاورزی با استفاده از بیسموت اکسی برومید بهبودیافته با مقدار بسیار کم از نانوذرات چارچوب فلز-آلی (زیرکونیم)

در این تحقیق، نانوکامپوزیت بیسموت اکسی برومید حاوی ۵/۲ درصد وزنی از نانوذرات چارچوب فلز-آلی (زیرکونیم)، جهت تجزیه علف کش بنتازون و رنگزای متیل اورانژ به روش شیمیایی مرطوب و تحت اختلاط شدید سنتز و خصوصیات آن با آزمون هایی چون XRD، FESEM/EDX، FTIR، UV-DRS و PL شناسایی شد. نتایج نشان داد که با افزودن مقدار کمی از چارچوب فلز- آلی، نانوکامپوزیت مذکور فعالیت فوتوکاتالیزی بهتری را در مقایسه با نیمه رسانای خالص بیسموت اکسی برومید از خود نشان می دهد. نانوکامپوزیت سنتز شده موفق شد طی ۱۲۰ دقیقه، ۹/۳۴ درصد از آلاینده بنتازون را تحت تابش نور فرابنفش و ۲۵ درصد از آن را تحت نور مرئی تجزیه کند. همچنین، این نانوکامپوزیت توانست ۴/۹۷ و ۳/۹۱ درصد از رنگزای متیل اورانژ را به ترتیب تحت تابش نور فرابنفش و نور مرئی حذف نماید. مطالعات سینتیکی بیانگر تبعیت نتایج حذف آلاینده ها از مدل مرتبه اول بود. بهبود در کارایی تجزیه بنتازون و رنگزای متیل اورانژ به بیشتر شدن ظرفیت جذب آلاینده و کاهش نرخ بازترکیب جفت های الکترون-حفره نسبت داده می شود که نقش حیاتی در بهبود عملکرد فوتوکاتالیزی دارد. به علاوه، تعامل بین چارچوب فلز- آلی و نیمه رسانای بیسموت اکسی برومید از تجمع و انباشت نانوصفحات بیسموتی جلوگیری می کند که باعث تجزیه موثرتر آلاینده ها می شود. این یافته ها نشان می دهد که افزودن مقدار کمی از چارچوب فلز-آلی (زیرکونیم) نه تنها تاثیری بر هزینه تمام شده فوتوکاتالیست ندارد، بلکه می تواند ظرفیت جذب و کارایی فوتوکاتالیزی بیسموت اکسی برومید را بطور چشمگیری بهبود بخشد و آن را به یک گزینه نویدبخش برای کاربردهای پیشرفته تصفیه پساب تبدیل کند.

کلیدواژه ها:

تصیفه فوتوکاتالیزی ، چارچوب های فلز-آلی ، بیسموت اکسی برومید ، متیل اورانژ ، بنتازون