سنتز نانو ذرات اکسید روی و استفاده از آن در فرآیند فوتوکاتالیستی به منظور تخریب آلاینده های آلی

چکیده در این پژوهش ابتدا نانو فتوکاتالیست اکسید روی به روش سنتز رسوبی و با استفاده از تابش فراصوت تولید و توسط آنالیزهای xrd، sem و tem مشخصه‏یابی شد. آنالیز xrd ساختار شش وجهی اکسید روی را بدون هیچ گونه ناخالصی نشان داد و به کمک رابطه دبای-شرر اندازه بلورهای اکسید روی 41 نانومتر تقریب زده شد. تصاویر sem و tem الگوی گل کلم و میله‏ای را با ابعاد 85، 79 و 117 نانومتر برای ذرات اکسید روی سنتز شده نمایش داد. سپس به منظور افزایش فعالیت فتوکاتالیستی در محدوده نور مرئی نانو ذرات اکسید روی سنتز شده با استفاده از روش اشباع مرطوب با ذرات اکسید مس (ii) داپت شده و توسط آنالیز xrd و drs ارزیابی شد. نتایج نشان داد که داپینگ با موفقیت انجام شده و ذرات اکسید مس (ii) بر روی نانو ذرات اکسید روی نشانده شده اند. همچنین پیوندهای حاصل از این داپینگ طبق رابطه دبای-شرر سبب کاهش سایز بلورها به 36 نانومتر برای ترکیب cuo-zno شده است. با استفاده از داده های حاصل از آنالیز drs و معادله تاک، شکاف نواری فتوکاتالیست cuo-zno برابر با ev 9/2 محاسبه شد که نسبت به اکسید روی خالص (ev 2/3) کاهش یافته است، در نتیجه می‏تواند در نور مرئی فعال شود. فعالیت فتوکاتالیستی cuo-zno به منظور تخریب 4-کلروفنل تحت تابش نور مرئی بررسی شد. با در نظر گرفتن غلظت اولیه آلاینده، غلظت کاتالیست، ph و زمان تابش به عنوان عامل‏های موثر بر تخریب فتوکاتالیستی 4-کلروفنل، آزمایش های فتوکاتالیستی با نرم افزار design-expert7 و با استفاده از روش فاکتوریل کامل دوسطحی طراحی و انجام شد. با استفاده از مدل توسعه یافته برای درصد تخریب 4-کلروفنل و آنالیز واریانس مشخص شد در آزمایش های فتوکاتالیستی انجام شده زمان تابش موثرترین عامل در تخریب آلاینده هدف با 57/46% تأثیر می باشد، غلظت فتوکاتالیست و ph برهم کنش اندکی دارند و از برهم کنش سایر عوامل می توان صرف نظر نمود. نمونه های حاصل از آزمایش ها، تحت آنالیز hplc قرار گرفت و نتایج نشان داد که شرایط بهینه تخریب 4-کلروفنل در g.l-1 01/0 آلاینده، g.l-1 07/0 فتوکاتالیست cuo-zno، 8ph= و زمان تابش 240 دقیقه می باشد که در این شرایط راندمان به دست آمده 95% است.