تخریب فوتوکاتالیستی و فوتوالکتروکاتالیستی رنگ کنگورد با استفاده از نانو ذرات tio2/sio2 آلاییده شده با cu و s تحت نور led بنفش و بهینه سازی شرایط عملیاتی

نانو ذرات tio2/sio2 آلاییده شده با cu و s به عنوان یک فوتوکاتالیست جدید و فعال در نور مرئی به روش سل ژل سنتز شد. از تکنیک هایxrd، drsuv/vis،fesem ، tem وedx جهت شناسایی و بررسی ویژگی های ساختاری نانو ذرات مذکور استفاده شد. نتایج xrd نشان داد که نانو ذرات tio2 خالص و اصلاح شده فقط شامل فاز آناتاز است. اثر فوتوکاتالیستی نانو ذرات سنتز شده در تخریب کنگورد (به عنوان یک نمونه از رنگهای آلوده کننده منابع آبی) مورد مطالعه قرار گرفت. روش سطح پاسخ با طراحی مرکب مرکزی (ccd) برای بهینه سازی پارامترهای عملیاتی که شامل زمان تابش،ph، مقدار فوتوکاتالیست و غلظت آلاینده است به کار گرفته شد. نتایج آنالیزها آشکار کرد که مقدار بهینه برای متغیرهای مورد مطالعه به ترتیب برای زمان، ph، مقدار فوتوکاتالیست و غلظت آلاینده برابر با115/98 دقیقه، 4/52، g 0/08 و ppm 13/51 است. تحت این شرایط بهینه، درصد تخریب فوتوکاتالیستی کنگورد %99/8بدست آمد. نتایج بدست آمده نشان داد که، فعالیت فوتوکاتالیستی tio2/sio2 با اضافه کردن تیواوره به عنوان منبع گوگرد و نیترات مس به عنوان منبع مس در ناحیه نور مرئی افزایش پیدا میکند. با توجه به نتایج طیف سنج نوریuvvis مشخص شد که نانو ذرات مذکور کارایی قابل توجهی برای تخریب کنگورد در نور led بنفش را دارا هستند. هم چنین کوپل جریان الکتریکی با فرآیند فوتوکاتالیستی نشان داد که جریان الکتریکی در کاهش زمان تخریب کنگورد با غلظت های بالا، در محلول های آبی به طور قابل ملاحظه ای موثر است

Photocatalytic and photoelectrocatalytic degradation of congo red dye using Cu and S codoped TiO2/SiO2 nanoparticles under the purple LED light irradiation: optimization of operational conditions

The aim of this study was to synthesize Cu and S codoped TiO2/SiO2 nanoparticles as novel photocatalysts under the visible light via solgel method. The structural properties of the nanoparticles characterized by XRD, DRSUV/Vis, FESEM, TEM and EDX analyses. The results obtained from XRD showed that both the pure and the modified TiO2 nanoparticles comprised only the Anatase phase. The photocatalytic effect of synthesized nanoparticles in the degradation of congo red (as a model of dye polluted wastewaters), was studied. The operational parameters include the irradiation time, pH, the photocatalyst dosage and the pollutant concentration optimized by the response surface methodology (RSM) using the central composite design (CCD). The findings suggested that the optimized conditions for the irradiation time, pH, photocatalyst dosage and the pollutant concentration were 115.98 min, 4.52, 0.08 g and 13.51 ppm, respectively. The photocatalyst degradation under the optimized conditions reached to the 99.8%. Furthermore, the results confirmed that adding thiourea as the sulphur source and copper nitride as the copper source increased the photocatalytic activity in the visible light range. In addition, the UVVis spectrophotometry results showed that the synthesized nanoparticles were efficient under the purple irradiation. Finally, coupling the electricity with the photocatalytic process proved that the electrical current was considerably efficient in decreasing the degradation time of removing the congo red dye from aqueous solutions at the high concentrations.