سنتز، شناسایی و لایه نشانی الکتروفورتیکی نانوذرات تیتانیوم دی ‌اکسید دوپه شده با آهن و بررسی کاربرد آن‌ در تخریب متیلن بلو

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 آزمایشگاه پژوهشی پالایش محیط زیست، گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران و آزمایشگاه تحقیقاتی نانومواد، گروه شیمی فیزیک، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 آزمایشگاه پژوهشی پالایش محیط زیست، گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 آزمایشگاه تحقیقاتی نانومواد، گروه شیمی فیزیک، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

توسعه فوتوکاتالیست های کارآمد مورد استفاده در تصفیه آب و پساب، به ویژه جهت تخریب آلاینده های آلی، در سال های اخیر توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. این مطالعه بر روی سنتز، شناسایی و لایه نشانی الکتروفورتیکی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید دوپه شده با آهن و همچنین کاربرد آن در تخریب متیلن بلو، یک آلاینده آلی رایج تمرکز دارد. هدف از دوپه کردن آهن در شبکه تیتانیوم دی اکسید، افزایش فعالیت فوتوکاتالیستی آن تحت نور مرئی با کاهش گاف انرژی و به حداقل رساندن بازترکیبی الکترون-حفره می باشد. نانوذرات سنتز شده با استفاده از طیف سنجی پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) مشخص شدند. عملکرد سونوفوتوکاتالیستی نانوذرات TiO2 دوپه شده با آهن در تخریب متیلن بلو تحت تابش نور مرئی ارزیابی شد. طی 30 دقیقه، درصد تخریب سونوفوتوکاتالیستی متیلن بلو توسط نانوفیلم % 92 ثبت گردید، که پتانسیل آن را برای تصفیه آب و پساب برجسته می‌کند. جهت تکمیل پژوهش مورد نظر، قابلیت استفاده مجدد کاتالیست مورد بررسی قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Synthesis, Characterization and Electrophoretic Deposition of Fe-doped TiO2 Nanoparticles and Investigation of Its Application in the Methylene Blue Degradation

نویسندگان [English]

  • Ehsan Narimani 1
  • Mahmoud Zarei 2
  • Masih Darbandi 3
1 Research Laboratory of Environmental Remediation, Department of Applied Chemistry, Faculty of Chemistry, University of Tabriz, Tabriz, Iran & Nanomaterials Research Laboratory, Department of Physical Chemistry, Faculty of Chemistry, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Research Laboratory of Environmental Remediation, Department of Applied Chemistry, Faculty of Chemistry, University of Tabriz, Tabriz, Iran
3 Nanomaterials Research Laboratory, Department of Physical Chemistry, Faculty of Chemistry, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده [English]

The development of efficient photocatalysts for environmental remediation, particularly for the degradation of organic pollutants, has gained significant attention in recent years. This study focuses on the synthesis, characterization, and electrophoretic deposition (EPD) of Fe-doped TiO2 nanoparticles, as well as their application in the sonophotocatalytic degradation of methylene blue (MB), a common organic dye pollutant. The incorporation of iron (Fe) into the TiO2 lattice was aimed at enhancing its photocatalytic activity under visible light by reducing the bandgap and minimizing electron-hole recombination. The synthesized nanoparticles were characterized using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray analysis. The electrophoretic deposition technique was employed to create thin films of Fe-doped TiO2 on conductive substrates for practical applications. The sonophotocatalytic performance of the Fe-doped TiO2 nanoparticles was evaluated by monitoring the degradation of MB under visible light irradiation. The results demonstrated that Fe-doped TiO2 exhibited superior efficiency (92% degradation in 30 minutes), highlighting its potential for wastewater treatment and environmental cleanup. To complete the research, the reusability of the catalyst was also investigated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • TiO2 nanoparticles
  • Doping
  • Electrophoretic deposition
  • Pollutant degradation
  • Sonophotocatalyst
شیمى کاربردى روز
دوره 1404، ویژه نامه، هفتمین کنفرانس شیمی کاربردی ایران
ویژه نامه، هفتمین کنفرانس شیمی کاربردی ایران
تیر 1404
صفحه 34-41

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار