سنتز و مشخصه یابی میکروکره های گل-مانند Bi2WO6جهت حذف فتوکاتالیستی باکتری اشرشیاکلی از محیط آبی

کنترل آلودگیهای محیطی، به خصوص تصفیه پساب، یکی از مهمترین ملاحظات در قرن بیست و یکم است. در میان فناوریهای موجود برای کنترل آلودگی، فرایند فتوکاتالیست یکی از نویدبخش ترین و پربازده ترین رویکردهای تخریب آلاینده ها است. فتوکاتالیست تجاری موجود با نام TiO2 P25، دارای شکاف انرژی بزرگ و در نتیجه جذب محدوده نور فرابنفش و به مقدار محدودی مرئی است. از آنجاییکه حدود چهار درصد از نور خورشید در محدوده فرابنفش قرار دارد، بیشتر مطالعات بر روی توسعه فتوکاتالیستهایی با گستره جذب وسیعتری از این منبع انرژی پایدار، استوار است. مطالعات گسترده محققان بر روی فتوکاتالیستهای بر پایه بیسموت نشان میدهد که اکسیدهای بر پایه بیسموت، کاندیدای مناسبی برای دستیابی به بازده بالاتر فتوکاتالیستی هستند. هدف از این پژوهش، توسعه فتوکاتالیستهای فعال در محدوده مرئی Bi2WO6 جهت غیرفعالسازی باکتری اشرشیاکلای (E. coli K12) است. در این راستا، ابتدا میکروکره های Bi2WO6 به روش هیدروترمال سنتز شد. مشخصه یابی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیفسنجی نوری لومینسانس (PL) انجام شد. نتایج تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی نمونه های سنتز شده با تغییر زمان و دما در فرایند هیدروترمال، نشان داد که در دمای 200 درجه سانتیگراد و مدت زمان 24 ساعت، ساختار سلسله مراتبی گل-مانند Bi2WO6 توسعه یافته است. نتایج فتولومینسانس نشان داد که ساختار سلسله مراتبی خودآرای متشکل از نانوورقه ها منجر به تسهیل جدایش و انتقال جفت الکترون-حفره تحریکشده نوری شد که کاهش شدت فتولومینساننس را به دنبال داشت. بررسی سینتیک غیرفعالسازی باکتری و محاسبه ثابت سرعت مرتبه اول (Kapp) بیانگر افزایش Kapp از 0/023±0/002 به 0/038±0/004(min-1) طی توسعه میکروساختاری میکروکره های گل-مانند Bi2WO6 و بهبود خاصیت فتوکاتالیستی است. در نهایت بازیابی مجدد نمونه ها و در نتیجه پایداری فتوکاتالیستی در سینتیک غیرفعالسازی باکتری، مورد بررسی قرار گرفت.

کلیدواژه ها:

فتوکاتالیست ، Bi2WO6 ، هیدروترمال ، مورفولوژی. باکتری اشرشیا کلای.