دنیای نانو

دنیای نانو

مطالعه نقش اثر مکمل میان‌سطحی در نانوکامپوزیت کیتوزان/ZnO جهت بهبود انتقال بار و افزایش فعالیت فوتوکاتالیستی در حذف رنگ‌های کاتیونی تحت تابش طیف‌های مرئی و فرابنفش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه آزاد اسلامی، اسلامشهر، ایران
2 گروه شیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، شهر قدس، ایران
چکیده
در این پژوهش، نانوکامپوزیت کیتوزان ZnO / به‌روش هم‌رسوبی سنتز و با FTIR، XRD، SEM، EDX، BET و PL مشخصه‌یابی شد. سطح ویژه m²/g۳۸.۲، حجم حفرات124/0 cm³/g و قطر 8/10 نانومتر با ایزوترم نوع IV، ماهیت مزوپور را تأیید کرد. عملکرد حذف متیلن‌آبی (MB) و مالاشیت‌سبز (MG) در غلظت بالای ۵۰۰ mg/L تحت UV و نور مرئی ارزیابی شد. در شرایط بهینه، بازده ۹۱-۹۳٪ حاصل شد. سینتیک نشان داد مدل شبه‌مرتبه اول برای سه سامانه و مدل شبه‌مرتبه دوم برای MB-Vis مناسب‌تر است. داده‌های تعادلی با مدل لانگمویر تطابق داشتند. بازیافت در چهار چرخه، پایداری بالای ۸۰٪ را نشان داد. کاهش شدت PL از 98 به 27 واحد نسبی بیانگر کاهش بازترکیب الکترون-حفره و بهبود جدایش بار است که با نتایج EIS در مطالعات پیشین هم‌خوانی دارد. آزمون‌های Scavenger نقش غالب رادیکال سوپراکسید را در UV و مکانیسم حساس‌سازی نوری را در مرئی تأیید کردند. نوآوری پژوهش، ارائه چارچوبی کمی برای تفکیک سهم جذب از فوتوکاتالیز، شناسایی گونه‌های فعال در هر دو طیف تابشی، و ارزیابی عملکرد در غلظت نزدیک به پساب واقعی است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Studying the Role of Interfacial Synergy in a Chitosan/ZnO Nanocomposite for Enhanced Charge Transfer and Improved Photocatalytic Activity in the Removal of Cationic Dyes under Visible and Ultraviolet Irradiation

نویسندگان English

Fatemeh Khodaei 1
Omid Moradi 2
Masoumeh sayadian 1
Mehrnoosh Khaleghian 1
Mohammad Yari 1
1 Department of chemistry, Isl.C., Islamic Azad University Islamshar, Iran
2 Department of Chemistry, ShQ.C., Islamic Azad University, Shahr-e Qods, Iran
چکیده English

In this study, chitosan/ZnO nanocomposite was synthesized via the co-precipitation method and characterized by FTIR, XRD, SEM, EDX, BET, and PL. A specific surface area of 38.2 m²/g, pore volume of 0.124 cm³/g, and pore diameter of 10.8 nm, along with a type IV isotherm, confirmed the mesoporous nature. The removal performance of methylene blue (MB) and malachite green (MG) was evaluated at a high concentration of 500 mg/L under UV and visible light irradiation, achieving 91–93% efficiency under optimal conditions. Kinetics revealed that the pseudo-first-order model was more suitable for three systems, while the pseudo-second-order model fitted MB-Vis better. Equilibrium data were consistent with the Langmuir model. Recycling over four cycles demonstrated stability above 80%. The decrease in PL intensity from 98 to 27 relative units indicated reduced electron-hole recombination and improved charge separation. Scavenger tests confirmed the dominant role of superoxide radicals under UV and the photosensitization mechanism under visible light. The novelty of this research lies in providing a quantitative framework to distinguish the adsorption contribution from photocatalysis, identifying active species under both irradiation spectra, and evaluating performance at concentrations close to real wastewater.

کلیدواژه‌ها English

Chitosan/ZnO nanocomposite
photocatalysis
cationic dyes
synergistic effect
water treatment

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 28 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 23 تیر 1405
  • تاریخ بازنگری 19 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 28 شهریور 1405