اصلاح نانوذرات کربن فعال مغناطیسی با فسفوتنگستات به‌ منظور کاربرد فتوکاتالیستی تحت تابش نورخورشید و مرئی

تهیه و کاربرد شیمیایی پلی‌اکسومتالات‌ها (نمک هتروپلی اسیدها) در سال‌های اخیر به دلیل ویژگی‌های منحصر به ‌فردی از قبیل پایداری حرارتی، اسیدیته‌ی بالا، قدرت اکسندگی بالا و تنوع ساختاری مورد توجه زیادی به‌ خصوص به‌ عنوان فتوکاتالیست برای تخریب رنگ ها قرار گرفته است. رنگ‌ها از مهم‌ترین آلاینده‌های آب می‌باشند، از آن جایی که ترکیبات رنگی برای محیط زیست مضر هستند، یافتن روش‌هایی برای حذف رنگ‌ها از محیط‌زیست ضروری است. در این مقاله ابتدا نانوذرات کربن فعَال مغناطیسی با هیبرید فسفوتنگستات اصلاح و به عنوان فتوکاتالیست در رنگ‌زدایی استفاده شد. برای شناسایی نانوذرات از روش‌های میکروسکوپ الکترونی پویشی، پراش اشعه‌ی ایکس، طیف بینی زیر قرمز تبدیل فوریه، تجزیه گرمایی و اندازه‌گیری خاصیت مغناطیسی استفاده شد. خاصیت جذب و تخریب رنگ با رنگ‌زدایی محلول متیلن بلو، متیل اورانژ و مخلوط آن ها تحت نور خورشید و نور مرئی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که نانوذرات اصلاح‌شده می توانند به طور انتخابی متیلن بلو را از مخلوط حذف کنند و برخلاف نانوذرات اصلاح‌نشده توانایی رنگ‌زدایی از محلول متیلن‌بلو را تحت نور دارند. همچنین، در حالی که نور قادر به تخریب متیل اورانژ تنها نمی باشد، آن را در مخلوط تخریب می کند. نانوذرات اصلاح‌شده قابل جداسازی آسان با آهنربا و بازیابی مجدد و استفاده دوباره هستند. حذف رنگ از طریق ترکیب جذب سطحی و سپس تخریب نوری به روش اکسایش مستقیم توسط فتوکاتالیست صورت می گیرد.

modification of magnetic activated carbon nanoparticles with phosphotungstate for photocatalytic application under sunlight and visible irradiation

recently, considerable attention has been focused on heteropoly acids including their anions (polyoxometalates or poms) due to many advantages such as simple preparation, high reactivity, non-corrosive, non-pollutant and excellent stability. poms have been used as photocatalysts for the destruction of dyes. discharge of wastewater of synthetic dyes to environment affects both living organisms of aquatic ecosystems and human health due to toxicity and carcinogenicity. consequently, treatment of dye-contaminated wastewaters with decontamination processes is necessary before their discharge. in this study, magnetic activated carbon nanoparticles (mac) were coated with an organic hybrid of phosphotungstic acid that makes mac suitable for adsorption and photocatalytic degradation of dyes. the prepared composite was characterized by fourier transform infrared spectroscopy, powder x-ray diffraction, thermal analyses, scanning electron microscopy and vibrating sample magnetometer. dye adsorption and photocatalytic properties of composite was examined by studying the decolorization of model dyes methylene blue (mb), methyl orange (mo) and their mixture solutions. the results show that the composite can selectively adsorb mb molecules from binary mixtures of mb/mo. while the visible light is not able to degrade alone mo solution in the presence of composite, it degrades the mo mixed with mb solution. the composite is, unlike mac, a good photocatalyst in the degradation of dyes under sunlight and visible irradiation and can be separated by magnet, recovered and reused. removal is via combination of adsorption and then photocatalytic degradation through direct oxidation by composite.