علوم و مهندسی آبیاری

علوم و مهندسی آبیاری

ساخت نانوذرات هسته-پوسته Fe2O3@ZnO و بررسی خواص فوتوکاتالیستی آن در حذف رنگ ردامین B به‌عنوان یک آلودگی آلی در محیط‌های آبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
2 گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.
چکیده
در این پژوهش نانوذرات هسته-پوسته Fe2O3@ZnO به شکل کروی و دوکی طی دو مرحله ساخته شدند. محصولات تولید شده به‌وسیله پراش پرتوی ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و طیف جذبی UV-Vis مشخصه‌یابی شدند. نتایج تحلیل فازی نشان داد که همه نمونه‌ها با خلوص بالایی ساخته شده‌اند. در همه نمونه‌ها، هسته‌های Fe2O3 دارای فاز کورندم رمبوهدرال و پوسته‌های ZnO دارای فاز هگزاگونال هستند. متوسط قطر نانوذرات برای نمونه‌های کروی شکل به ترتیب 47، 28 و برای نمونه دوکی شکل nm 19 بدست آمد. این نانوذرات در هر دو ناحیه مرئی و فرابنفش دارای جذب نور هستند. هم‌چنین با افزایش ضخامت لایه ZnO، میزان جذب در هر دو ناحیه افزایش می‌یابد. از طرفی میزان جذب در نمونه دوکی شکل بسیار بیش‌تر از نمونه‌های کروی شکل است. گاف نوری برای نانوذرات کروی شکل برابر 63/2 و 79/2 و برای نانوذرات دوکی شکل برابر eV 07/3 بدست آمد. در نهایت عملکرد فوتوکاتالیستی نانوذرات هسته-پوسته Fe2O3@ZnO در تخریب رنگ ردامین B به‌عنوان یک آلودگی آلی در محیط آبی بررسی شد. نتایج حاکی از آن است که نانوذرات هسته-پوسته Fe2O3@ZnO دوکی شکل با تخریب فوتوکاتالیستی حدوداً %86 در مدت min 300 عملکرد بهتری نسبت به نمونه‌های کروی شکل از خود نشان می‌دهند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Fabrication of Fe2O3@ZnO core-shell nanoparticles and investigation of their photocatalytic properties in the removal of Rhodamine B dye as an organic pollutant in aqueous environments

نویسندگان English

Vahid kargar dehbidi 1
mansoor farbod 2
1 Department of Physics, Faculty of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
2 Department of Physics, Faculty of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran.
چکیده English

In this study, Fe2O3@ZnO core-shell nanoparticles in spherical and spindle shapes were synthesized in two steps. The products were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and UV-vis spectroscopy. The phase analysis results showed that all samples were synthesized with high purity. In all samples, the Fe2O3 cores had a rhombohedral corundum phase and the ZnO shells had a hexagonal phase. The average diameter of the nanoparticles was 47, 28 nm for the spherical samples, and 19 nm for the spindle sample, respectively. These nanoparticles have light absorption in both visible and ultraviolet regions. Also, with increasing ZnO layer thickness, the absorption rate in both regions increases. On the other hand, the absorption rate in the spindle sample is much higher than that of the spherical samples. The optical band gap was found to be 2.63 and 2.79 eV for spherical nanoparticles and 3.07 eV for spindle-shaped nanoparticles. Finally, the photocatalytic performance of Fe2O3@ZnO core-shell nanoparticles in the degradation of Rhodamine B dye as an organic pollutant in aqueous medium was investigated. The results indicate that the spindle-shaped Fe2O3@ZnO core-shell nanoparticles show better performance than the spherical samples with a photocatalytic degradation of approximately 86% in 300 min.

کلیدواژه‌ها English

Nanoparticles
core-shell
Fe2O3@ZnO. photocatalytic
removal
rhodamine B

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 18 خرداد 1404

  • تاریخ دریافت 07 آذر 1403
  • تاریخ بازنگری 13 خرداد 1404
  • تاریخ پذیرش 18 خرداد 1404
  • تاریخ انتشار 18 خرداد 1404