خواص فوتوکاتالیستی فریت Ni-Zn-Cu سنتز شده به روش سل ژل در حذف متیلن بلو تحت تابش نور خورشید

آلودگی منابع آبی توسط رنگ های آلی از جمله متیلن بلو یکی از چالش های مهم زیست محیطی است. استفاده از فوتوکاتالیست های مبتنی بر نانوذرات فریتی می تواند به عنوان روشی کارآمد، اقتصادی و سازگار با محیط زیست برای تجزیه این ترکیبات مورد استفاده قرار گیرد. در این پژوهش نانوذرات فریت Ni-Zn-Cu به روش سل ژل متداول سنتز شدند. نمونه ها در دو حالت بدون سینترینگ و سینتر شده در دمای ۱۰۰۰°C تهیه گردیدند. ساختار بلوری نمونه ها با استفاده از XRD مورد بررسی قرار گرفت و نتایج تشکیل ساختار اسپینل مکعبی را بدون حضور فازهای ثانویه تایید نمود. آزمون فوتوکاتالیستی حذف متیلن بلو با غلظت اولیه ۱۰ ppm در pH = ۱۰ و تحت تابش نور خورشید به مدت ۳۰ دقیقه انجام گرفت. نتایج نشان داد که نمونه بدون سینترینگ حدود ۵۸٪ حذف و نمونه سینتر شده حدود ۹۶٪ حذف رنگ را ایجاد کرد. تحلیل سینتیکی بر اساس مدل شبه مرتبه اول نشان داد که مقدار ثابت سرعت ظاهری (Kapp) برای نمونه بدون سینترینگ و برای نمونه سینتر شده به ترتیب برابر با ۱x۱۰^-۲ min^-۱ و ۷x۱۰^-۲ min^-۱ می باشد که بیانگر افزایش تقریبا ۳/۷ برابری سرعت فرایند در اثر سینترینگ است. بهبود عملکرد فوتوکاتالیستی در نمونه سینتر شده به افزایش بلورینگی، کاهش نقص های شبکه ای و بهبود جدایش الکترون-حفره نسبت داده می شود. این نتایج نشان می دهد که نانوذرات فریت Ni-Zn-Cu می توانند به عنوان فوتوکاتالیست موثر برای تصفیه پساب های رنگی مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

فریت Ni-Zn-Cu ، فوتوکاتالیست ، متیلن بلو ، سل ژل ، نور خورشید