نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1. دانشکدة فیزیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران

2 2. دانشکدة شیمی، دانشگاه صنعتی شریف، تهران

3 1. دانشکدة فیزیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران 2. پژوهشکدة علوم و فناوری نانو، دانشگاه صنعتی شریف، تهران

چکیده

در این تحقیق، نانوالیاف هیبریدی(ZCN)  ZnO/g-C3N4 حاوی غلظت­های مختلفی از نانوصفحات g-C3N4، با استفاده از روش الکتروریسی سنتز شدند و سپس در دمای 460 درجه سانتی‌گراد در مدت زمان یک ساعت در کوره پخت شدند. بر اساس مشاهدات تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، قطر متوسط نانوالیاف، 55 نانومتر اندازه گیری شد. با بررسی و تحلیل طیف فروقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، حضور ZnO و نانوصفحات g-C3N4 در نانوالیاف تأیید شد. فعالیت فوتوکاتالیستی این نانوالیاف، تحت نور فرابنفش (UV) بررسی شد و مشخص گردید که نانوالیاف 5/0 ZCN حاوی 5/0 درصد وزنی از g-C3N4، بیشترین فعالیت فوتوکاتالیستی را در مقایسه با دیگر فوتوکاتالیست ها از خود به نمایش گذاشته است. بر طبق تحلیل نتایج اپتیکی نمونه­ها و به ویژه اندازه­گیری­های فوتولومینسانس (PL)، این بهبود خواص فوتوکاتالیستی می­تواند ناشی از کاهش آهنگ بازترکیب حامل­های بار در این نانوالیاف نسبت به نمونه‌های خالص ZnO و g-C3N4 باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Synthesis and characterization of ZnO/g-C3N4 hybrid nanofibers photocatalyst for the removal of organic pollutants from water

نویسندگان [English]

  • A Naseri 1
  • M Samadi 1
  • A Pourjavadi 2
  • A Moshfegh 3

1 1. Department of Physics, Sharif University of Technology, Tehran, Iran.

2 2. Department of Chemistry, Sharif University of Technology, Tehran, Iran.

3 1. Department of Physics, Sharif University of Technology, Tehran, Iran. 2. Institute for Nanoscience and Nanotechnology, Sharif University of Technology, Tehran, Iran.

چکیده [English]

ZnO/g-C3N4 hybrid nanofibers containing different concentrations of g-C3N4 nanosheets  were  prepared using electrospinning technique; this was  followed by annealing at 460 ˚C for one hour in a box furnace. Based on scanning electron microscopy (SEM) image analysis,  the mean diameter of the nanofibers was measured to be  ~ 55 nm. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy  confirmed the presence of ZnO and g-C3N4 in the prepared nanofibers. The photocatalytic activity of the nanofibers was examined under UV photoirradiation, showing  that the ZCN0.5 nanofibers containing 0.5 wt% of g-C3N4 exhibited the highest performance, as compared to other photocatalysts. The observed improvement in photodegradation over the optimized photocatalyst could  be due to retardation in the  charge carriers’ recombination rate in the ZCN0.5 photocatalyst sample,  as compared with the pure ZnO and pure g-C3N4.

کلیدواژه‌ها [English]

  • hybrid ZnO/g-C3N4 nanofiber
  • electrospinning
  • photocatalytic activity
  • UV light

  1. http://www.who.int/water_sanitation_health/publications/glaas_report_2014/en/.

2. S Malato, P Fernández-Ibáñez, M I Maldonado, J Blanco, and W Gernjak, Catal. Today 147 (2009) 1.

3. A B Djurišić and Y H Leung, Small 2 (2006) 944.

4. ل احمدخانی و ر عباسی، مجلة پژوهش فیزیک ایران 17، 3 (1396) 337.

4. L Ahmadkhani and R Abasi, Iran. J. Phys. Res. 17, 3 (2017) 337.

5. س صفا، م اصغری، س مختاری و ر عظیمی‌راد، مجلة پژوهش فیزیک ایران 17، 4 (1396) 561.

5. S Safa, M Asghari, S Mokhtari, and R Azimirad, Iran. J. Phys. Res. 17, 4 (2017) 561.

6. M Samadi, M Zirak, A Naseri, E Khorashadizade, and A Z Moshfegh, Thin Solid Films 605 (2016) 2.

7. L T Chen, U H Liao, J W Chang, S Y Lu, and D HTsai, Langmuir 34, 17 (2018) 5030.

8. M Zirak, O Moradlou, M R Bayati, Y T Nien, and A Z Moshfegh, Appl. Surf. Sci. 273 (2013) 391.

9. C B Ong, L Y Ng, and A W Mohammad, Renew. and Sust. Energy Rev. 81 (2018) 536.

10. H Yan, J Hou, Z Fu, B Yang, P Yang, K Liu, M Wen, Y Chen, S Fu, and F Li, Mater. Res. Bull. 44 (2009) 1954.

11. M Samadi, H A Shivaee, M Zanetti, A Pourjavadi, and A Moshfegh, J. Mol. Catal. A Chem. 359 (2012) 42.

12. M Samadi, A Pourjavadi, and A Z Moshfegh, Appl. Surf. Sci. 298 (2014) 147.

13. J Wen, J Xie, X Chen, and X Li, Appl. Surf. Sci. 391 (2017) 72.

14. A Naseri, M Samadi, A Pourjavadi, A Z Moshfegh, and S Ramakrishna, J. Mater. Chem. A 5 (2017) 23406.

15. X Yang, C Shao, H Guan, X Li, and J Gong , Inorg. Chem. Commun. 7 (2004) 176.

16. A Naseri, M Samadi, N M Mahmoodi, A Pourjavadi, H Mehdipour, and A Z Moshfegh, J. Phys. Chem. C 121 (2017) 3327.

17. S Yan, Z Li and Z Zou, Langmuir 25 (2009) 10397.

18. D Vogel, P Krüger, and J Pollmann, Phys. Rev. B 52 (1995) R14316.

19. M Samadi, H A Shivaee, A Pourjavadi, and A Z Moshfegh, Appl. Catal. A: General 466 (2013) 153.

20. P Sathishkumar, R Sweena, J J Wu, and S Anandan, Chem. Eng. J. 171 (2011) 136.

21. G Liu, P Niu, C Sun, S C Smith, Z Chen, and H M Cheng, J. Am. Chem. Soc. 132 (2010) 11642.

22. P Du, A Bueno-López, M. Verbaas, A R Almeida, M Makkee, J A Moulijn, and G Mul, J. Catal. 260 (2008) 75.

23. M Samadi, M Zirak, A Naseri, M Kheirabadi, M Ebrahimi, and A Z Moshfegh, Res. Chem. Intermediate 45, 4 (2019) 2197.

24. X Lu, G Wang, S Xie, J Shi, W Li, Y Tong, and Y Li, Chem. Commun. 48 (2012) 7717.

25. S Baruah, M A Mahmood, M T Z Myint, T Bora, and J Dutta, Beilstein J Nanotechnol 1 (2010) 14.

26. R Mohan, K Krishnamoorthy, and S J Kim, Chem. Phys. Lett. 539 (2012) 83-88.

27. M Ebrahimi, S Yousefzadeh, M Samadi, C Dong, J Zhang, and A Z Moshfegh, Appl. Surf. Sci. 435 (2018) 108.

تحت نظارت وف بومی