خواص نوری و فعالیت فوتوکاتالیستی نانوساختار اتصال ناهمگون SnO۲/g-C۳N۴ در تخریب رنگهای آلی کاتیونی و آنیونی زیر نور مریی

در این پژوهش نانوساختار اتصال ناهمگون بر پایه g-C۳N۴ و SnO۲ سنتز و عملکرد فوتوکاتالیستی آن زیر نور مریی مطالعه شد. واکاوی های ساختاری و ریختی شامل میکروسکوپ الکترون روبشی و پاشندگی انرژی پرتو ایکس تشکیل ساختار اتصال ناهمگون و توزیع یکنواخت نانوذرات SnO۲ بر روی بستر g-C۳N۴ را تایید نمودند، در حالی که نتایج نور برخشایی کاهش قابل توجه بازترکیب زوج های الکترون–حفره را نشان داد که بیانگر بهبود جداسازی حامل های بار است. عملکرد فوتوکاتالیستی نمونه ها در تخریب دو آلاینده آلی شامل متیلن آبی (کاتیونی) و متیل نارنجی (آنیونی) زیر تابش نور LED با طول موج در بازه ۴۰۰-۴۳۵ نانومتر مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نمونه اتصال ناهمگون SnO۲/g-C۳N۴ عملکرد فوتوکاتالیستی بهتری نسبت به نمونه های خالص از خود نشان می دهد، به طوری که بازده تخریب برای متیلن آبی با نمونه Sn/g-C۳N۴ حدود ۹۱٪ در ۱۳۵ دقیقه و با نمونه های g-C۳N۴ و SnO۲ به ترتیب ۵۲ و ۱۱٪ بود. همچنین بازده تخریب برای متیل نارنجی با نمونه SnO۲/g-C۳N۴ حدود ۹۳٪ در ۱۰۵ دقیقه و با نمونه های g-C۳N۴ و SnO۲ به ترتیب ۴۶ و ۱۰ درصد اندازه گیری شد. این بهبود عملکرد به تشکیل اتصال ناهمگون موثر، افزایش جذب نور مریی، آسان تر شدن جدایش و انتقال بار و تولید بیشتر گونه های فعال اکسیژنی مانند رادیکال های هیدروکسیل و سوپراکسید نسبت داده می شود. همچنین توانایی بالای این فوتوکاتالیست در تخریب همزمان آلاینده های کاتیونی و آنیونی نشان دهنده کارایی مستقل از نوع بار و کاربردپذیری آن در سامانه های واقعی تصفیه آب است. در مجموع، نتایج این پژوهش گامی برای طراحی یک فوتوکاتالیست کارآمد با بارگذاری بهینه SnO۲ و پتانسیل بالای آن در حذف آلاینده های آلی پایدار از محیط های آبی به شمار می رود.

کلیدواژه ها:

فوتوکاتالیست ، اتصال ناهمگون ، SnO۲/g-C۳N۴ ، نانوساختار ، نور مریی ، تصفیه آب ، آلاینده آلی