سنتز و بررسی نانوکامپوزیت co3o4znoag به‌عنوان فوتوکاتالیست برای تجزیه رنگزای دایرکت یلو

رنگزای دایرکت یلو یکی از رنگزا ‌های موجود در پساب صنایع رنگرزی است که برای محیط زیست خطرات زیادی دارد. هدف از تحقیق حاضر، جذب و تخریب رنگزای دایرکت یلو با استفاده از نانوکامپوزیت سه‌جزئی co3o4znoag با استفاده از روش فوتوکاتالیستی است. نمونه‌ها با استفاده از روش رسوبی دو مرحله‌ای سنتز شدند و مشخصه یابی پودرهای سنتز شده با استفاده از تکنیک‌های مختلفی مانند پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف‌سنجی مادون قرمز، آنالیز حرارتی افتراقی و وزن سنجی و طیف‌سنجی فرابنفشمرئی انجام شد. پراش پرتو ایکس نشان داد با افزایش درصد نقره اندازه کریستالهای اکسید روی افزایش پیدا میکنند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داده نانوذرات کامپوزیتی سنتز شده با 3 درصد نقره دارای محدوده‌ی اندازه ذرات 20 تا 300 نانومتر بود. بررسی طیف جذبی فرابنفش مرئی پودرهای سنتز شده نشان داد با افزودن اکسید کبالت و نقره فلزی به اکسید روی جذب آن در طیف مرئی افزایش می‌یابد. محاسبهی شکاف انرژی بیانگر آن است که افزایش مقدار نقره باعث کاهش شکاف انرژی نانوکامپوزیت می‌شود. بررسی نوع پودر در فرایند تخریب رنگزای دایرکت یلو نشان داد با افزایش نقره به کامپوزیت اکسید کبالت –اکسید روی باعث افزایش تخریب رنگ از 71 درصد به 89 درصد می‌شود؛ اما با افزایش بیش از حد نقره، نانوذرات نقره به‌عنوان محل تجمع بارهای الکترونها عمل کرده و با جذب حفرات به خود باعث بازترکیب آنها خواهد شد و سینتیک تخریب را کاهش میدهد.

Facile synthesis and investigation of Co3O4ZnOAg nanocomposites as efficient photocatalysts for decomposition of direct yellow dye

Direct yellow is one of the contaminations in the wastewater, which is dangerous for environmental health. In the present study, Co3O4ZnOAg nanocomposite was synthesized as a photocatalyst using twostage precipitation method. The synthesized powders were characterized by Xray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy, differential thermal and weight loss analysis, and UVVis spectroscopy. XRD patterns showed that the size of ZnO crystallites increase with increasing the silver content. SEM micrographs showed that the size of particles in the sample with 3% silver was in the range of 20300 nm. UVVis absorption spectrum of the prepared powders revealed that absorption in the visible region increases by adding metallic Ag. Calculation of the band gap energy indicated that by increasing the Ag content, the band gap energy of the samples decreases. Investigation of photocatalyst behavior for degradation of direct yellow dye exhibited that by adding 3% Ag to Co3O4ZnO nanocomposite, the degradation efficiency improved from 71% to 89%. However further increase of Ag reduced the degradation kinetics, because Ag nanoparticles act as sites for accumulation of electrons and recombination of electronhole pair.