مقایسه میزان تخریب رنگ های آنیونی و کاتیونی با استفاده از نانوکامپوزیت تیتانیم دی اکسید-گرافن/آلژینات

در این کار پژوهشی، کاتالیست های تیتانیم دی اکسید (tio2)، تیتانیم دی اکسید گرافن (tio2-graphene) و تیتانیم دی اکسید گرافن/آلژینات (tio2-graphene/alginate) تهیه و با روش های گوناگون مانند  edx, sem, tem, xrd شناسایی شدند. فعالیت فتوکاتالیستی نمونه های تهیه شده در حذف مالاکیت سبز و متیل اورانژ به عنوان رنگ های کاتیونی و آنیونی  از محلول های آبی مورد بررسی قرار گرفت.  نتیجه ها نشان داد فعالیت فتوکاتالیستی نمونه ها، متاثر از ساختار شیمیایی آلاینده هاست. به طوری که نانوکامپوزیت tio2-graphene/alginate در حذف رنگ کاتیونی و کاتالیست tio2-graphene در حذف رنگ آنیونی، فعالیت بیش تری نسبت به سایر نمونه ها از خود نشان دادند. همچنین رقم های شایستگی برای انرژی الکتریکی به ازای هر مرتبه (eeo) برای حذف فتوکاتالیستی مالاکیت سبز در حضور نمونه های تهیه شده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد میزان انرژی الکتریکی مصرفی یرای حذف مالاکیت سبز با استفاده از  tio2-graphene/alginate نسبت به سایر فتوکاتالیست ها کم تر است. به منظور درک ماهیت جذب، مدل های هم دمایی جذب مورد مطالعه قرار گرفتند. از بین مدل های هم دمایی جذب، مدل لانگمویر با ضریب همبستگی 0.995 بهترین تطابق را با داده ها نشان داد. طبق مدل لانگمویر، بیش ترین ظرفیت جذب مالاکیت سبز به وسیله جاذب tio2-graphene/alginate، mg/g 86.45 به دست آمد که به تقریب چهار برابر ظرفیت جذب tio2graphene می باشد. همچنین قابلیت بازیافت نانوکامپوزیت tio2-graphene/alginate مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد نانوکامپوزیت tio2-graphene/alginate قابلیت بازیافت دارد و از پایداری بالایی برخوردار است.

Comparative study on degradation of cationic and anionic dyes using TiO2Graphene/Alginate nanocomposite

In this research work, TiO2, TiO2Graphene, and TiO2Graphene/Alginate catalysts were synthesized and characterized by different methods such as XRD, TEM, SEM, and EDX analysis methods. Photocatalytic activity of prepared samples was investigated by photocatalytic removal of malachite green and methyl orange as cationic and anionic dyes from aqouse solutions. The results showed that photocatalytic activity of samples depends on the chemical structure of pollutants. TiO2Graphene/Alginate nanocomposite showed higher photocatalytic activity on the removal of cationic dye from aqouse solutions. While TiO2Graphene sample showed higher photocatalytic activity on the removal of anionic dye from aqouse solutions comparison. The figures of merit based on electric energy consumption (electrical energy per order (EEO)) were evaluated in the photodegradation of malachite green in the presence of prepared samples. The results indicate that less energy is consumed during the degradation of malachite green in the presence of TiO2Graphene/Alginate compared with other photocatalysts. To understand the nature of adsorption process, the equilibrium adsorption isotherms were studied. Based on results, for TiO2Graphene/Alginate , Langmuir isotherm model with correlation coefficient of 0.995 fitted the experimental data, respectively. According to the Langmuir isotherm model, the maximum adsorption capacity of TiO2Graphene/Alginate for adsorption malachite green was about 86.45 mg. g^(1), which was about 4 times the adsorption capacity of AgTiO2. Also, recyclability of TiO2Graphene/Alginate nanocomposite was investigated. The results showed that TiO2Graphene/Alginate nanocomposite with recycling ability is highly stable.