ساخت و مشخصه یابی نانوکامپوزیت گرافن/ روی-کادمیم اکسید و کاربرد آن در تخریب فوتوکاتالیستی آلاینده های محیط زیست

در این پژوهش، ساخت و مشخصه یابی و کاربردهای فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت گرافن / روی – کادمیوم اکسید مورد بررسی قرار گرفت. گرافن اکسید به عنوان یک لایه ی بسیار نازک و ترکیبی با ویژگی های منحصر به فرد، با رسانایی بسیار و نسبت سطح به حجم بالا شناخته شده است. روش های مختلفی برای سنتز گرافن اکسید معرفی شده است که در این پژوهش روش شیمیایی اصلاح یافته هامرز جهت سنتز گرافن به کار گرفته شد. در میان فوتوکاتالیست ها، نیم رسانای zno و کامپوزیت های آن به دلیل گاف انرژی مناسب، جریان بالای الکترونی، پایداری شیمیایی بالا و سمی نبودن کاندیدای خوبی برای فعالیت های فوتوکاتالیستی هستند. اما گپ پیوندی این ترکیب در ناحیه فرابنفش می باشد. در نتیجه zno با cdo آلایش یافت تا بازده فوتوکاتالیستی این ترکیب افزایش یابد. برای سنتز zncdo از روش هیدروترمال استفاده شد. در این پژوهش به منظور بهبود خواص فوتوکاتالیستی نیم رسانای zncdo از گرافن اکسید استفاده شد. این ترکیب بستر مناسبی برای رشد نانوذرات فوتوکاتالیستی مانند اکسید روی – کادمیوم می باشد و باعث جدایش بهتر جفت الکترون – حفره تولید شده می شود. نیم رسانای اکسید روی – کادمیوم به روش هیدروترمال یک مرحله ای بر روی صفحات گرافن رشد داده شد. پس از سنتز نانوکامپوزیت گرافن/ روی- کادمیوم اکسید، این نانوکامپوزیت با تکنیک های مختلفی نظیر میکروسکوپی الکترونی روبشی( ( fe-sem، میکروسکوپی نیروی اتمی( afm ) ، آنالیز اسپکتروفتومتری ( uv-vis ) ، پراش اشعه ایکس( xrd ) ، طیف بینی زیر قرمز تبدیل فوریه (ft-ir) و طیف سنجی بازتاب نفوذی ( drs ) مشخصه یابی شدند. برای بررسی خاصیت فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت مختلف گرافن / روی – کادمیوم اکسید، واکنش تجزیه ی متیلن آبی ( غلظت 3/196 ppm )، استامینوفن ( غلظت 40 ppm )، سولفامتوکسازول (غلظت 40 ppm ) در حضور این نانوساختار و در دو شرایط تابش با نور مرئی و تابش با نور فرابنفش بررسی و نرخ واکنش فوتوکاتالیستی (k) تعیین گردید. تحت تابش نور مرئی بیشترین مقدار k برای تخریب متیلن آبی برابر min-1 0085/0 برای نانوکامپوزیت rgo/zn0.9cd0.1o با 034/0 درصد برای گرافن اکسید و سنتز شده در دمای ˚c180 و حرارت داده شده، در دمای ˚c350 بدست آمد. سپس کارایی این فوتوکاتالیست در تخریب آلاینده هایی مانند سولفامتوکسازول و استامینوفن و همچنین در تولید هیدروژن بررسی شد.