سنتز نانوكامپوزیت بیسموت ساب كربنات-اكسید بیسموت مس و به كارگیری آن در حذف مؤثر آلاینده رنگی مالاشیت گرین از آب آلوده

خلاصه اختراع :

در این اختراع، نانوكامپوزیتِ بیسموت ساب كربنات-اكسید بیسموت مس به صورت اتصالِ ناهمگون با مورفولوژی گل مانند (متشكل از نانوورقه ها)، به روش سونو هیدروترمال سنتز گردید و عملكرد فتوكاتالیستی آن در تخریب آلاینده ی رنگی مالاشیت گرین از آب های آلوده در ناحیه نور خورشید مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور تعیینِ كامپوزبیت منتخب، نانوفتوكاتالیست های Bi2O2CO3-SH، Bi2O2CO3-CuBi2O4 (3:1)-SH، Bi2O2CO3-CuBi2O4 (1:1)-SH، Bi2O2CO3-CuBi2O4 (1:1)-H، Bi2O2CO3-CuBi2O4 (1:3)-SH و CuBi2O4-SH سنتز شدند. خصوصیات فیزیكوشیمیایی نانوفتوكاتالیست های سنتزی به وسیله آنالیزهایXRD، DRS، BET-BJH، FESEM، TEM و PL مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از آنالیز XRD وجود فازهای كریستالی بیسموت ساب كربنات و اكسید بیسموت مس تأیید شد. همچنین با توجه به آنالیز DRS خواص نوری منحصر به فرد با دو لبه ی جذب نوری 2/379 و nm 0/713 در نانوفتوكاتالیست Bi2O2CO3-CuBi2O4 (1:1)-SH اثبات شد. نتایج حاصل از آنالیز FESEM و TEM تشكیل هتروساختار بین فازهای مذكور و توزیعِ بیشتر و مطلوبِ نانوذرات CuBi2O4 و ممانعت از كلوخگی نانوورقه های Bi2O2CO3 در نتیجه ی حضور اولتراسوند را در نمونه ی Bi2O2CO3-CuBi2O4 (1:1)-SH تأیید كرد. همچنین نتایج آنالیز BET-BJH نشان داد كه سطح مخصوص، حجم كل حفرات، مقدار حجم حفرات ماكرو و میانگین اندازه حفرات در نانوفتوكاتالیست Bi2O2CO3-CuBi2O4 (1:1)-SH پس از استفاده از امواج مافوق صوت، افزایش داشته است. با توجه به آنالیز PL، افزایش راندمانِ جدایشِ حامل‌های بار و كاهشِ نرخ بازتركیب شدن آن‌ها، در نانوفتوكاتالیست منتخب اثبات شد. به طور كلی نتایج به دست آمده نشان داد كه خصوصیات به دست آمده در Bi2O2CO3-CuBi2O4 (1:1)-SH منجر به بالا رفتن فعالیت نانوفتوكاتالیست مذكور شد؛ به طوری كه %91.6 حذف، در مدت زمان 180 دقیقه، برای محلول mg/L 200 از مالاشیت گرین، تحت تابش نور شبیه سازی شده به نور خورشید حاصل شد. سایر پارامترهای عملیاتی مانند تأثیر غلظت اولیه ی مالاشیت گرین (200، 300، و mg/L 400)، تأثیر میزان بارگذاری فتوكاتالیست (0.5، 1، و g/L 1.5) وpH اولیه محلول (3 و 6) و نیز تست پایداری بر روی نانوفتوكاتالیست مذكور مورد ارزیابی قرارگرفت.