اکسایش نوری بنزیل الکل به بنزالدهید در حضور کاتالیزور نوری نانو تیتانیوم‎ دی ‎اکسید حساس شده به نور مریی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

دانشکده شیمی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

چکیده

در این تحقیق، از حنا به عنوان یک رنگ طبیعی گیاهی برای حساس‌سازی نانوذره نیمه‎رسانای تیتانیوم‎دی‎اکسید (n-TiO2-P25) استفاده شد. نانوذره حساس‎سازی شده، به عنوان کاتالیزور نوری برای اکسایش انتخابی بنزیل الکل به بنزالدهید استفاده شد. رنگ حنا به خوبی بر روی سطح نانو TiO2 جذب شد و تشکیل یک کامپوزیت آلی-معدنی داد. که در نتیجه‎ی آن، ویژگی‎های نوری نانوذره تیتانیوم‎دی‎اکسید به عنوان کاتالیزور نوری بهبود یافت. کاتالیزور نوری به دست آمده، به وسیله آنالیزهای طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه، وزن‌سنجی حرارتی، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری،آنالیز پراش اشعه ایکس و آنالیزهای طیف‎سنجی فرابنفش و طیف‌سنجی بازتابی، شناسایی و بررسی شد. بنابر آنالیزهای انجام گرفته، باندگپ نانوذره تیتانیوم‎دی‎اکسید در اثر تشکیل کامپوزیت آلی-معدنی کاهش پیدا کرد و در نتیجه، نسبت به نور مریی پاسخ نشان داد. تحت تابش نور LED آبی، نانوذره تیتانیوم‎دی‎اکسیدِ حساس شده با حنا، توانست بنزیل الکل را با گزینش‎پذیری عالی، بازده خوب و زمان واکنش کوتاه، به بنزالدهید اکسید نماید. استفاده از رنگ گیاهی حنا به عنوان حساس‎کننده‌ نوری، در مقایسه با رنگ‏های سنتزی، روشی ساده‎تر، مقرون به صرفه‎تر، و سبزتر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Photocatalytic Oxidation of Benzyl Alcohol to Benzaldehyde over Visible Light Sensitized n-TiO2-P25 as Photocatalyst

نویسندگان [English]

  • Mehrnoosh Bitaraf
  • Ali Amoozadeh
  • Mahdi Asghari
Faculty of Chemistry, Semnan University, Semnan, Iran
چکیده [English]

In the present work, henna plant dye was used as a natural photo-sensitizer for n-TiO2-P25 semiconductor. The prepared sensitized nano-photocatalyst was then properly used to selectively oxidize benzyl alcohol to benzaldehyde. The henna natural dye has shown appreciable adsorption onto the surface of n-TiO2-P25 and forms an organic-inorganic composite. The obtained composite improved the photochemical and photocatalytic properties of nano-titanium dioxide semiconductor. The characteristics of the henna sensitized n-TiO2-P25 were investigated through convenient analyses such as Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), Transmission electron microscopy (TEM), X-Ray Diffraction (XRD), and UV-visible/DRS techniques. According to these analyses, the as-prepared composite reduced the band gap energy of titanium dioxide nano-particles and led to the response to visible light. Under the blue LED light irradiation, henna sensitized n-TiO2-P25 oxidized benzyl alcohol to benzaldehyde with excellent selectivity, high yield and short reaction times. Applying henna natural dye as a photo-sensitizer is a more convenient, more cost-effective and greener approach, in comparison with the toxic and costly synthetic dyes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • TiO2-P25؛ Photo-oxidation؛ Photocatalyst
  • Sensitization؛ Visible light؛ Plant dye؛ Henna