تخریب همیاری شده با فراصوت متیلن آبی با استفاده از CuCo2O4 به عنوان یک کاتالیزور ناهمگن شبه فنتون

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

10.22075/chem.2021.21478.1902

چکیده

در این مطالعه، نانوساختار کبالتیت مس به عنوان کاتالیزور ناهمگن فنتون غیر آهنی با استفاده از روش حلال گرمایی تک مرحله ای تهیه شد. نانوکاتالیست ساخته شده با استفاده از طیف‌سنجی پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی نشر میدانی (FE-SEM)، طیف سنجی مادون قرمز) (FT-IR و طیف‌سنجی پراش انرژی اشعه ایکس (EDS) مشخصه یابی شد. CuCo2O4 ساخته شده تحت تابش فراصوت فعالیت زیادی را برای تخریب متیلن آبی در محلول های آبی نشان داد. بازده تخریب متیلن آبی در غیاب کاتالیزور فقط 27/4 درصد شد، در حالی که پس از 60 دقیقه تابش فراصوت و در حضور این کاتالیزور به بیش از 95 درصد رسید. آزمایش های به دام اندازی با دو گیر انداز رادیکال ( ترشیو بوتانول و کلروفرم) نشان داد که هر دو رادیکال هیدروکسیل و سوپراکسید در طی تجزیه هیدروژن پراکسید تولید می شوند و نقش مهمی در اکسیداسیون متیلن آبی دارند. نانوکاتالیست تهیه شده پایداری خوبی طی سه بار آزمایش متوالی و بدون کاهش چشمگیر در فعالیت کاتالیزوری را نشان داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Ultrasonic-assisted degradation of a methylene blue using CuCo2O4 as a heterogeneous Fenton-like catalyst

نویسندگان [English]

  • Mohsen Nekoeinia
  • Samira Vahedi
  • Farideh Salehriahi
Department of Chemistry, Payame Noor University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this study, a copper cobaltite nanostructure was prepared as a non-ferrous heterogeneous Fenton catalyst using a one-step solvothermal method. The prepared nanocatalyst was characterized using X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy (FESEM), infrared spectroscopy (FT-IR) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The prepared CuCo2O4 exhibited outstanding activity for the degradation of methylene blue (MB) in aqueous solutions under ultrasonic irradiations. The degradation efficiency of MB was only 27.4 % in the absence of catalyst, whereas it reached more than 95.0 % in the presence of the CuCo2O4 after 60 min of ultrasonic irradiation. The trapping experiments with two radical scavengers (tert-butanol and chloroform) showed that both hydroxyl and superoxide radicals are generated during the decomposition of H2O2 and played important roles in oxidation of MB. The prepared nanocatalyst demonstrated good catalytic stability over three successive runs, without any remarkable decrease in catalytic activity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Copper cobaltite ؛Fenton-like process؛
  • Heterogeneous catalyst
  • ؛ Methylene blue