سنتز کامپوزیت دوجزئی CdS/g-C₃N₄ و بررسی فعالیت فتوکاتالیستی آن در کاهش کروم شش ظرفیتی برای حفاظت از محیط زیست

هدف: فتوکاتالیست ها روشی سازگار در جهت تجزیه و تخریب آلاینده های زیست محیطی هستند که از تبدیل فوتون ورودی به یک منبع انرژی قابل استفاده بواسطه ی تولید جفت الکترون/حفره در سطح فتوکاتالیست بهره می جویند. در همین راستا سنتز نانوکامپوزیت دوجزئی CdS/g-C₃N₄ در جهت کاهش کروم شش ظرفیتی که تهدیدی جدی برای محیط زیست می باشد صورت پذیرفت. مواد و روش ها: به این منظور نانوذرات کادمیوم سولفید شش وجهی و نیترید کربن گرافیتی هر یک به صورت مجزا سنتز شدند. در ادامه سنتز کامپوزیت دوجزئی با نسبت وزنی ۳:۱ کادمویم سولفید به نیترید کربن گرافیتی به روش اختلاط فیزیکی صورت پذیرفت. یافته های پژوهش: هر یک از نانو ساختار ها و نانوکامپوزیت دوجزئی در جهت کاهش فتوکاتالیستی آلاینده تحت تابش نور مرئی مورد ارزیابی و بهینه سازی قرار گرفتند. نتایج حاکی از آن است که کادمیوم سولفید گرچه قدرت کاهش فتوکاتالیستی زیادی دارد اما نرخ بالای جذب و باز ترکیب این نانوذرات، تمایل به تجمع سریع، محدودیت مکان های فعال فتوکاتالیستی و خوردگی نوری تمایل به استفاده از CdS خالص برای فرآیندهای فتوکاتالیستی را کاهش داده است. در همین حال نیترید کربن گرافیتی (g-C۳N۴) بعنوان یک پلیمر عاری از فلز در زمینه فتوکاتالیستی مورد توجه قرار گرفته است. این ماده ویژگی هایی از جمله قیمت مناسب، قابلیت انطباق پذیری، واکنش پذیری و پایداری حرارتی بالا را دارا می باشد. باتوجه به نتایج بدست آمده نانوکامپوزیت دوجزئی CdS/g-C۳N۴ نسبت به نانوذرات خالص کادمیوم سولفید دارای فعالیت فتوکاتالیستی و پایداری فتوشیمیایی بهتری می باشد. بر اساس نتایج بدست آمده مجموع جذب و کاهش فتوکاتالیستی نانوکامپوزیت دوجزئی در مدت زمان چهل دقیقه تابش نور مرئی در pH=۳ و غلظت ۲۰ppm از آلاینده کروم شش ظرفیتی بیش از ۶۶% می باشد، که حدود ۱۵% آن مرتبط با برقراری تعادل جذب-واجذب در مدت زمان سی دقیقه تاریکی می باشد. نتیجه گیری: با در نظر گرفتن نور خورشید بعنوان منبع پایدار، پاک، در دسترس و رایگان انرژی طراحی فناوری های خورشیدی کارآمد یک مرحله حیاتی در بهره گیری از انرژی غیرفسیلی است. ترکیبات نیمه رسانا با شکاف انرژی کوچک همچون کادمیوم سولفید با ظرفیت بالای جذب نور مرئی، قیمت ارزان، در دسترس بودن و فعالیت بالا مورد توجه قرار گرفته اند. در همین حال با هدف رفع نقص های این

کلیدواژه ها:

فتوکاتالیستی ، کروم شش ظرفیتی ، نانوکامپوزیت ، CdS ، g-C₃N₄