بررسی اثر رسوب نانو ذرات ag بر خواص فوتوکاتالیستی c3n4 برای حذف آنتی بیوتیک تتراساکلین

برخی آلاینده‌های آلی می‌توانند بدون آنکه توسط روش‌های معمول تصفیه حذف شوند وارد آب آشامیدنی شوند. یک گروه از این آلاینده‌ها آنتی‌بیوتیک‌ها هستند که در صورت حضور در آب و ورود به بدن انسان، به‌مرورزمان سبب مقاومت باکتری‌ها می‌شوند. در تحقیق حاضر نانو لایه‌های کربن ‌نیترید که یک نیمه‌هادی در محدوده نور مرئی است به روش تجزیه حرارتی دی سیانامید تهیه شد و بر روی آن، نانو ذرات نقره برای افزایش کارایی فوتوکاتالیستی رسوب‌گذاری شد. خواص فوتوکاتالیستی ماده حاصل برای حذف آنتی‌بیوتیک تتراسایکلین در آب‌های آلوده مورد بررسی قرار گرفت. پودر بدست آمده توسط میکروسکپ الکترونی عبوری، پراش اشعه ایکس، آزمون تعیین سطح ویژه و طیف‌سنجی فرابنفش-مرئی مشخصه یابی شد. نتایج نشان داد که کربن نیترید با موفقیت سنتز شده و نانو ذرات نقره با ابعاد 30 نانومتر بر روی سطح کربن نیترید قرارگرفته‌اند. مقدار شکاف انرژی نمونه کربن نیترید برابر 2.7 الکترون‌ولت به دست آمد که بعد از کامپوزیت کردن نمونه‌ها با نقره منطقه جذب نور مرئی در محدوده 450 تا 570 نانومتر افزایش می‌یابد و شکاف انرژی به حدود 2.67 الکترون‌ولت تغییر می‌کند. افزودن نانو ذرات نقره با جلوگیری از بازترکیب الکترون-حفره باعث بهبود خواص فوتوکاتالیستی کربن نیترید شده‌اند. نمونه حاوی دو درصد وزنی نقره دارای بالاترین خواص فوتوکاتالیستی بود. نمونه کامپوزیت تولیدی، آنتی‌بیوتیک تتراسایکلین را در محلول آبی تا 89 درصد پس از زمان 60 دقیقه تخریب کرد همچنین ثابت سرعت واکنش تخریب از min-1 0.0087 در نمونه کربن نیترید خالص به min-1 0.036 پس از رسوب‌گذاری نانو ذرات نقره افزایش یافت.

the effects of ag nanoparticles deposition on the photocatalytic activity of c3n4 for the degradation of tetracycline

some organic contaminants can enter drinking water without being removed by conventional treatment methods. one group of these contaminants are antibiotics that, if present in water and entering the human body, can cause bacterial resistance over time. therefore, finding new methods and materials that can remove this group of pollutants from the environment is significant. in the present study, carbon nitride nanolayers were prepared by heat decomposition of dicyanamide and then silver nanoparticles were deposited on the surface of carbon nitride. the photocatalytic properties of the synthesized composites for the degradation of the tetracycline in water were then investigated. the obtained powder was characterized by transmission electron microscopy, x-ray diffraction, surface area test and ultraviolet-visible spectroscopy. the results showed that carbon nitride was successfully synthesized and silver nanoparticles with average size of 30 nm were deposited on the carbon nitride surface. the produced samples showed absorption in the range of visible light (400 to 700 nm). addition of silver nanoparticles improved the photocatalytic properties of carbon nitride by preventing electron-hole recombination. the sample containing 2 weight percent of silver had the highest photocatalytic properties. the produced composite samples degraded the tetracycline antibiotic in the water up to 89% after 30 min. the reaction rate constant increased from 0.0087 min-1 in the pure carbon nitride sample to 0.036 min-1 after deposition of silver nanoparticles.