ساخت، مشخصهیابی و بررسی خاصیت فوتوکاتالیستی نانوذرات ترکیبیBiOCl/Bi2WO6

امروزه استفاده از فوتوکاتالیستها برای تصفیه آب توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. از میان فوتوکاتالیستهای مختلف، نیمهرساناهای فوتوکاتالیستی به دلیل ارزان بودن، راحتی تولید و همچنین پتانسیل بالایی که برای حذف آلودگی-ها دارند بیشتر از دیگر فوتوکاتالیستها مورد استفاده قرار گرفتهاند. روشهای مختلفی برای تولید این مواد وجود دارند، از این میان روش هیدروترمال به دلیل آسانی، ارزان بودن و سازگار بودن با محیط زیست بیشتر از دیگر روشها مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله نیمرساناهای فوتوکاتالیستی بر پایه بیسموت و تنگستن ساخته میشوند. موقعیت نواری مناسب این دو عنصر در کنار هم موجب میشود این نمونهها خاصیت فوتوکاتالیستی بالایی داشته باشند. به منظور بهینه سازی عملکرد فوتوکاتالیستی نمونههای ساخته شده با نسبت اولیه بیسموت به تنگستن برابر با 0، 0/5، 1/3، 1/6 و 2 ساخته شد. نتایج بدست آمده نشان داد تغییر این پارامتر تاثیر زیادی بر عملکرد فوتوکاتالیستی نمونهها دارد. نمونه ساخته شده با نسبت مولی اولیه بیسموت به تنگستن 1:3 بهترین عملکرد فوتوکاتالیستی تحت تابش لامپ زنون (55 W) را از خود نشان میدهد. بطوریکه در حضور مقدار 10 mg از این ماده در داخل 60 ml محلول رنگ رودامین بی (10 ppm) تحت تابش تمامی مولکولهای رودامینبی تخریب میشوند. مشخصهیابی نمونههای با آنالیزهای پراش پرتو ایکس و طیف جذبی ماورابنفش-مریی نجام شده. نتایج طیف جذبی مافوق بنفش-مریی نشان میدهد بندگپ این نمونه nm) 2/30 eV (539 است، که در ناحیه مریی قرار دارد. آنالیز پراش پرتو ایکس نشان میدهد این نمونه بصورت ترکیبی از دو ساختار کریستالی اورترومبیک Bi2WO6 و تتراگونال BiOCl تشکیل شده است. بنابراین بنظر میرسد عملکرد فوتوکاتالیستی نسبتا بالای این نمونه در مقایسه با دیگر نمونهها میتواند به جفتشدگی این دو نیمه رسانا نسبت داده شود. جفتشدگی نیمهرساناها میتواند باعث افزایش جذب نور و در نتیجه آن افزایش تولید زوجهای الکترون -حفره و همچنین جدا شدگی موثر زوجهای الکترون-حفره میشود که در اثر این عوامل بهبود عملکرد فوتوکاتالیستی این نمونه در مقایسه با دیگر نمونهها مشاهده میشود.

کلیدواژه ها:

ساختار کریستالی ، فوتوکاتالیست ، BiOCl ، Bi2WO6 ،