سنتز، توصيف و كاربرد نانو كامپوزيت‌هايPPS/PVA/Fe3O4/Ag2O و PPS/PVA/Fe3O4/Ag NPsبراي تخريب فتوكاتاليزوري آبي متيلن تحت تابش نور مرئي

Synthesis, Characterization an‎d Application of Nanocomposite of PPS/PVA/Fe3O4/Ag2O an‎d PPS/PVA/Fe3O4/Ag NPs for Photocatalytic Degradation of Methylene Blue an‎d Methyl Orange under Visible-Light Irradiation

دكتري تخصصي

شيمي (Ph.D.)

پيام نور مركز كرمان

1403

1403/11/10

عالي

124ص.

محدثي زرندي، عليرضا،كريمي،محمدعلي

احمدي، شيدا

119-122ص

Photocatalysis, Nanocomposites, Methylene Blue, Degradation, Silver Oxide, Silver Nanoparticles (Ag NPs)

پيام نور مركز كرمان

در بخش نخست اين پژوهش، يك فتوكاتاليست نوآورانه‌ي نانوذره-پليمر مغناطيسي از طريق فرآيند هم‌رسوبي و با استفاده از مواد پليمري توسعه يافت كه توانايي بالايي در تجزيه فتوكاتاليستي آبي متيلن تحت نور مرئي دارد. پلي‌فنيلن سولفيد (PPS) با توجه به خصوصيات منحصر به‌فردي مانند پلاريزاسيون ذاتي و ساختار نامتقارن به عنوان اساس تشكيل نانوكامپوزيت مغناطيسي PPS/PVA/Fe3O4/Ag2Oانتخاب شد. اين نانوكامپوزيت، كه شامل تركيب نانوذرات Fe3O4و اكسيد نقره با واكنش‌پذيري اكسيداسيوني بالا است، نشان دهنده ظرفيت جذب قابل توجه PPS و خواص اتصال و الكتريكي پلي‌وينيل الكل (PVA) بود. اين كامپوزيت در مقايسه با نمونه‌هاي خالص PPS و PVA و همچنين تركيب PPS/PVA/Fe3O4، عملكرد فتوكاتاليستي برتري نشان داده و توانسته است در مدت دو ساعت، غلظت آبي متيلن و متيل اورانژ را به ترتيب 81% و 88% كاهش دهد. مطالعات انجام‌شده با استفاده از عوامل برهم‌زننده راديكالي (Scavenger) نقش مؤثر راديكال‌هاي هيدروكسيل در فرآيند تخريب را نشان داده و تأييد كرده‌اند كه نانوكامپوزيتPPS/PVA/Fe3O4/Ag2Oبه طور مطلوب با مدل جنبشي شبه مرتبه اول مطابقت دارد. اين كامپوزيت، به لطف خواص ابرپارامغناطيسي خود، امكان بازيابي مغناطيسي آسان را فراهم آورده و در نتيجه، طول عمر و پايداري آن در چندين بار استفاده را تضمين مي‌كند. در قسمت دوم اين مقاله، يك نانوكامپوزيت مغناطيسي شامل پلي‌فنيلن سولفيد (PPS)، پلي‌وينيل الكل (PVA)، نانوذراتFe3O4، و نيز نقره مورد بررسي قرار گرفت كه با استفاده از ويژگي‌هاي قطبشي ذاتي و ساختار نامتقارن PPS سنتز شده‌اند. تحليل‌ها نشان دادند كه تعامل ميان قابليت اكسايشي Fe3O4، ويژگي‌هاي منحصر به فرد نانوذرات نقره، ظرفيت جذب PPS و خواص اتصال و رسانايي PVA به شكل مؤثري هماهنگ شده‌اند. فتوكاتاليستي بودنPPS، PVA، Fe3O4و نانوذرات نقره در كنار PPS/PVA/Fe3O4/Ag NPsمورد مقايسه قرار گرفت كه نشان دهنده تأثير هم‌افزايي ذرات و پليمرها در نانوكامپوزيت است، منجر به افزايش جذب نور، كاهش بازتركيب جفت الكترون-حفره و افزايش سطح ويژه كاتاليست مزوپور شده است. اين امر به بهبود قابل توجه بازدهي تجزيه‌ي آبي متيلن به 83% و متيل اورانژ به 91% در مدت 120 دقيقه منجر شده است. علاوه بر اين، نقش كليدي راديكال‌هاي هيدروكسيل در فرآيند فتوكاتاليز متيلن آبي تأييد شد. واكنش‌هاي فتوكاتاليستي اين كامپوزيت‌ها با استفاده از مدل جنبشي شبه مرتبه اول توصيف شده‌اند. همچنين، خواص ابرپارامغناطيسي اين نانوكامپوزيت‌ها امكان بازيابي آسان با استفاده از آهنربا را فراهم آورده كه قابليت استفاده مجدد و پايداري آن‌ها را پس از چندين بار مصرف تضمين مي‌كند. اين پژوهش چشم‌انداز فتوكاتاليست‌هاي مبتني بر PPS را در زمينه تصفيه آلاينده‌هاي آلي مورد تأكيد قرار داده و راهكار جديدي براي تصفيه آب ارائه داده است.

1404/09/26

79435