مقایسه نانوورقه های کربن نیترید سنتز شده به دو روش حرارتی و اولتراسونیکی-حرارتی (ترکیبی)

در این پژوهش به منظور بررسی تاثیر اولتراسونیک کردن در سنتز کربن نیترید نانوورقه‌ای از پیش‌ماده ملامینی، از دو روش حرارتی و ترکیبی با شرایط و سیکل حرارت‌دهی یکسان استفاده شده است. ابتدا ملامین در مدت 75 دقیقه به 550 درجه سانتی‌گراد رسید و برای مدت 4 ساعت در همین دما باقی ماند تا g-c3n4 بدست آید. در روش حرارتی، gc3n4 بدست آمده در مدت 100 دقیقه به 500 درجه سانتی‌گراد رسید و برای مدت 3 ساعت در این دما نگهداری شد تا کربن نیترید نانوورقه‌ای بدست آید. در روش ترکیبی، ابتدا g-c3n4 به مدت 130 دقیقه درون محلول آب و اتانول سونیکیت شد و روند روش حرارتی برای آن تکرار گردید. برای مشخصه‌یابی نانوورقه‌های حاصل، آزمون‌های پراش اشعه ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (fe-sem)، طیف سنج مادون قرمز انتقالی (ftir)، و تعیین مساحت سطح برونر-امت-تلر (bet) انجام گرفت. خواص فتوکاتالیستی نمونه‌ها با استفاده از تجزیه رودامین بی بررسی شد. مشخص شد که هر دو روش، توانایی تولید کربن نیترید نانوورقه‌ای را دارند. در روش ترکیبی در مدت زمان یکسان می‌توان نانوورقه‌هایی با ضخامت تقریبا 30 درصد کمتر از نانوورقه‌های تولیدشده به روش حرارتی، تولید نمود. نمونه‌های تولید شده به روش ترکیبی در مقایسه با نمونه‌های حرارتی دارای فعالیت فتوکاتالیستی بیشتری بودند.

Comparison of carbon nitride nanosheets synthesized by thermal and ultrasonic thermal (combined) methods

In this research, carbon nitride nanosheets were synthesized from melamine precursor by both thermal and combined methods. Melamine first reached 550 °C for 75 minutes and remained at this temperature for 4 hours until gC3N4 was obtained. In the heating method, the produced gC3N4 reached 500 °C for 100 minutes and stored at this temperature for 3 hours to obtain nanosheet carbon nitride. In the combined approach, gC3N4 was first sonicated for 130 minutes in a solution of water and ethanol and then the heating process was repeated for it. Sample characterization by Xray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (FESEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and BrunauerEmmettTeller (BET) surface area analysis were done. The photocatalytic performance of the samples was evaluated by measuring the degradation of the rhodamine b. It was found that both methods are capable of producing carbon nitride of nanosheet shape. In the combined approach, over the same period, nanosheets of about 30% less thickness than the heating method can be made. Samples that were made by the combined way showed better photocatalytic activity than thermal samples.