بررسی اثر آلایش منگنز بر خواص فوتوکاتالیستی نانوساختار اکسید روی

استفاده از خاصیت فوتوکاتالیستی نانوساختارها، یکی از موثرترین روش های کاهش آلودگی های صنعتی در جهان است. اکسید روی به عنوان یکی از مواد پرکاربرد در فرآیندهای فوتوکاتالیستی جهت کنترل آلودگی های زیست محیطی مورد مطالعه قرار گرفته است]1[. اغلب پژوهش های انجام شده در زمینه فعالیت فوتوکاتالیستی نانوساختار اکسید روی تحت تابش نور ماوراءبنفش که تنها 4% از طیف خورشیدی را به خود اختصاص می دهد، انجام شده است]2[. به همین دلیل بر آن شدیم تا ناحیه فعالیت فوتوکاتالیستی اکسید روی را تحت تابش نور مریی نیز مورد مطالعه قرار دهیم. در این مقاله به کمک روش شیمیایی مرطوب و با استفاده از نیترات روی شش آبه، آمونیاک و آب بدون یون به عنوان پیش ماده های اولیه، نانوساختارهای اکسید روی تولید و اثر آلایش فلز واسطه منگنز بر خواص فوتوکاتالیسی نانوساختار اکسید روی بررسی شده است. مشخصه یابی نانوساختارهای تولید شده به کمک آنالیزهای پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR) و طیف سنجی نوری فرابنفش-مریی (UV-Vis) انجام شده است. نتایج طیف پراش اشعه ایکس بیانگر حضور فاز اکسید روی و منگنز در محصول نهایی است. مطالعات میکروسکوپی انجام شده نیز به خوبی ساختار میله ای اکسید روی را نشان می دهد که با افزودن منگنز ساختار میله ای به صفحه ای تبدیل می شود. همچنین فعالیت فوتوکاتالیستی نانوساختارهای تولید شده با بررسی آلاینده رودامین بی تحت تابش نور مریی و ماوراءبنفش انجام شد. نتایج حاصل از طیف سنجی نوری نشان دهنده این است که بیشترین میزان کاهش در شکاف انرژی مربوط به نانوصفحات اکسید روی-منگنز با 20 درصد مولی بوده است. از این رو بیشترین بازده واکنش فوتوکاتالیستی در ناحیه نور مریی مربوط به افزایش میزان جذب نور مریی توسط ترکیب آلی رودامین بی در این غلظت مشاهده شده است. همچنین با افزایش غلظت منگنز کاهش اندازه نانوصفحات و افزایش خواص فوتوکاتالیستی آن تحت تابش نور ماوراءبنفش دیده شد.

کلیدواژه ها:

نانوساختارهای اکسید روی ، فلز واسطه منگنز ، خواص فوتوکاتالیستی