دانشگاه سمنان شیمى کاربردى روز 2981-2437 20 75 2025 08 23 Synthesis and investigation of properties and applications of 2D copper oxide (CuO) nanosheets سنتز و بررسی خواص و کاربردهای نانوصفحه‌های اکسیدمس (CuO) دوبعدی 91 108 9844 10.22075/chem.2025.36772.2339 FA محمدرضا جباری آزمایشگاه تحقیقاتی شیمی کاربردی، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران محمد حسین رسولی فرد آزمایشگاه تحقیقاتی شیمی کاربردی، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران 0000-0001-6298-9035 سیده فاطمه حسینی آزمایشگاه تحقیقاتی شیمی کاربردی، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران Journal Article 2025 02 02 In the present study, copper oxide (CuO) nanosheets were synthesized by a bottom-up (hydrothermal) method. The structural properties, morphology and particle size of the synthesized nanosheets were investigated using X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and transmission electron microscopy (TEM) analyses. In addition, the photocatalytic properties of the hydrothermally synthesized nanosheets in the removal of the organic dye reactive black 5 were studied and on the other hand, the photocatalytic activity of these nanosheets was compared with spherical copper oxide nanoparticles. The charge transfer during the photocatalytic process and electrochemical properties of the nanosheets and the nanoparticles were investigated by photocurrent, photoluminescence and impedance analyses, respectively. The results showed that copper oxide nanosheets had a higher removal rate (79.42) than copper oxide nanoparticle (32.23). On the other hand, increasing the photocurrent density and decreasing the electrochemical impedance value support the reduction of the recombination rate of the electron-hole pair generated by the light in the nanosheets compared to the copper oxide nanoparticles. Also, the increase in the surface area of the nanosheets compared to the copper oxide nanoparticles led to the creation of active sites for the generation of hydroxyl radicals by the holes created in the valence band to increase the photocatalytic efficiency. Finally, the copper oxide nanosheets can be introduced as highly active photocatalysts for the removal of dye and pharmaceutical pollutants. در پژوهش حاضر، نانوصفحات اکسیدمس (CuO) به روش پایین به بالا (هیدروترمال) سنتزشد. خواص ساختاری، مورفولوژی و اندازه ذرات نانوصفحات سنتز شده با استفاده از آنالیزهای الگوی پراش ایکس (XRD)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FE-SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد بررسی قرارگرفت. علاوه براین، خواص فتوکاتالیستی نانوصفحات سنتز شده به روش هیدروترمال در حذف ماده رنگزای آلی راکتیوسیاه 5 مطالعه و از سوی دیگر، فعالیت فتوکاتالیستی این نانوصفحات با نانوذرات کروی اکسیدمس مقایسه شد. انتقال بار در طی فرآیند فتوکاتالیستی و خواص الکتروشیمیایی نانوصفحات در مقایسه با نانوذرات به ترتیب توسط آنالیز‌های جریان نوری (فتوکارنت) ، فتولومینسانس و امپدانس مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد که نانوصفحات اکسیدمس دارای میزان حذف بالاتری (42/79) نسبت به نانوذات اکسیدمس (23/32) می‌باشند. از طرف دیگر، افزایش چگالی جریان نوری و کاهش مقدار مقاومت امپدانس الکتروشیمیایی، کاهش میزان سرعت ترکیب مجدد جفت الکترون-حفره تولید شده توسط نور را در نانوصفحات نسبت به نانوذرات اکسیدمس پشتیبانی می‌کند. همچنین، افزایش مساحت سطح نانوصفحات در مقایسه با نانوذرات اکسیدمس منجر به ایجاد سایت‌های فعال برای تولید رادیکال‌های هیدروکسیل توسط حفره‌های ایجاد شده در نوار ظرفیت شد تا کارایی فتوکاتالیستی را افزایش دهد. در نهایت نانوصفحات اکسیدمس می‌توانند به عنوان فتوکاتالیست‌هایی با فعالیت بالا برای حذف آلاینده‌های رنگزا و دارویی معرفی شوند. https://chemistry.semnan.ac.ir/article_9844_e68d3c6431bf1e25eced5d26c301f68d.pdf