سنتز و اصلاح نانوکاتالیستZnFe2O4 و مطالعه حذف فوتوکاتالیزوری رنگAcid Blue7

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی کاربردی - دانشکده علوم و شیمی - دانشگاه ارومیه - ارومیه ایران

2 گروه شیمی کاربردی - دانشکده شیمی - دانشگاه ارومیه - ارومیه - آذربایجانغربی - ایران

10.22075/chem.2020.21139.1882

چکیده

در این کار پژوهشی حذف فوتوکاتالیزوری رنگ اسید آبی 7 (AB7) بعنوان مدلی از رنگ‌های پرمصرف توسط نانوذرات سنتزیZnFe2O4 و اصلاح شده باLa3+ و Cr3+مورد مطالعه قرار گرفت. نانوذرات ZnFe2O4، ZnFe1.8La0.2O4 و ZnFe1.8Cr0.2O4 به روش سل-ژل خوداحتراقی سنتز شده و در دماهای مختلف کلسینه گردیدند. ویژگی‌های نانوذرات سنتزی با روش‌های XRD و FE-SEMتعیین گردید. الگوی XRD نانوذرات سنتزی نشان داد که نانوبلورهایZnFe2O4 سنتزی بصورت بلورهای مکعبی با اندازه 25 نانومتر می‌باشند و تصاویر FE-SEM نشان داد که ساختار فوتوکاتالیست متخلخل بوده و کمترین تجمع یافتگی را دارند. حذف فوتوکاتالیزوری رنگ AB7 توسط نانوذرات سنتزی مورد مطالعه قرارگرفت که نتایج نشان داد حذف موثر رنگ توسط فرآیند فوتوکاتالیزوری انجام می‌شود و اثر نور و کاتالیست به تنهایی در فرآیند حذف ناچیز می‌باشد. همچنین اثر اصلاح ساختار کاتالیست توسطLa3+ وCr3+ در میزان حذف مورد بررسی قرارگرفت که اثر عنصر لانتان در فعالیت قابل توجه بود. نهایتاً اثر دمای کلسیناسیون بر روی فرآیند حدف فوتوکاتالیزوری نانوذرات ZnFe2O4 سنتزی و اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان داد بیشترین میزان حذف در دمای کلسیناسیون °C500 مشاهده شد. فوتوکاتالیست اسپینلی فریت روی اصلاح شده با لانتان بیشترین میزان حذف رنگ را با راندمان64% در زمان 60 دقیقه و دمای کلسیناسیون °C500 نشان داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synthesis and modification of ZnFe2O4 nanocatalyst and study the photocatalytic removal Acid Blue 7 dye

نویسندگان [English]

  • Pouya Abedi 1
  • Habib Mehrizadeh 2
1 Department of Applied Chemistry, Faculty of Chemistry, Urmia University, Urmia, Iran
2 Department of Applied chemistry, Faculty of Chemistry, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

In this research, photocatalytic removal of acid blue‌7 dye (AB7) as a model of high consumption dyes was studied by synthesized ZnFe2O4 nanoparticles and modified ZnFe2O4 with La3+ and Cr3+. ZnFe2O4, ZnFe1.8La0.2O4 and ZnFe1.8Cr0.2O4 nanoparticles were‌‌ synthesized by auto combustion sol-gel method and calcined at different temperatures. The synthesized nanoparticles were characterized by XRD and FE-SEM techniques. The XRD pattern of prepared nanoparticles showed that ZnFe2O4 nanocrystals were formed in the cubic structure and the mean crystallite size was about 25 nm, and the FE-SEM image showed that prepared photocatalyst was in nanoscale with low aggregation and porous structure. The photocatalytic removal of the AB7 dye was studied by synthesized nanoparticles, which resulted in the effective removal of the AB7 by photocatalytic process, and the individual effect of light and catalyst was insignificant in the process of elimination. Also, the effects of modification of catalyst structure by La3+ and Cr3+ on the removal efficiency were investigated, which showed that the significant effect of lanthanum. Finally, the effects of calcination temperature on the photocatalytic removal process of synthesized and modified ZnFe2O4 nanoparticles were investigated. The results showed that the maximum removal efficiency was observed in calcination temperature of 500°C. The lanthanum-modified Zinc ferrite spinel photocatalyst showed the highest removal efficiency about 64% at 60 minutes of irradiation time and calcination temperature of 500°C.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Advanced oxidation process
  • Spinel nanocatalysts
  • Waste water treatment
  • Sol-gel
  • Organic Pollutants