اثر ویژگی های سطحی و پلاسمونیک نانوساختارهای طلا بر افزایش بازده فوتوکاتالیستی در تصفیه آب و حذف آلاینده های آلی مقاوم

در این پژوهش، لایه های نازک طلا با ضخامت های مختلف به روش الکتروانباشت تهیه و خواص ساختاری، ریخت شناسی و پلاسمونیک آن ها به منظور بررسی عملکرد فوتوکاتالیستی در تجزیه آلاینده های آلی مقاوم مورد مطالعه قرار گرفت. مشخصه یابی ساختاری با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD) نشان داد که لایه های طلا دارای ساختار مکعبی مرکز سطحی (FCC) با بافت غالب (۱۱۱) هستند که به دلیل تراکم اتمی بالا، موجب افزایش پایداری و تقویت اثر پلاسمونیک سطحی می شود. تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان دادند که با افزایش ضخامت، اندازه دانه ها بزرگ تر و توزیع آن ها یکنواخت تر شده و همچنین زبری سطح افزایش یافته است. این تغییرات ریخت شناسی منجر به افزایش تعداد سایت های فعال، بهبود انتقال بار و کاهش بازترکیب الکترون–حفره شدند. بررسی طیف سنجی UV-Vis نشان داد که موقعیت پیک رزونانس پلاسمون سطحی به ضخامت و زبری لایه وابسته است و اصلاح سطح موجب انتقال آن به طول موج های بلندتر گردید. نتایج کلی نشان می دهد که ضخامت بهینه لایه های نازک طلا نقش کلیدی در تعادل میان افزایش سایت های فعال و کاهش بازترکیب بارها دارد و می تواند موجب افزایش کارایی فوتوکاتالیستی در تجزیه آلاینده های آلی مقاوم گردد. این یافته ها مسیر جدیدی برای توسعه فوتوکاتالیست های کارآمد در تصفیه آب و فاضلاب فراهم می کند.

کلیدواژه ها:

فوتوکاتالیست ، میکروسکوپ الکترونی روبشی ، پلاسمون سطحی ، زبری سطح ، جفت الکترون–حفره ، تصفیه فاضلاب