سنتز، شاخصه‌یابی و بررسی خواص فیزیکی نانومیله های zno/wo3 با استفاده از عوامل جوانه‌زا و بررسی فرایند فوتوکاتالیستی به‌وسیله طراحی آزمایش به روش تاگوچی

در این پژوهش، نانومیله‌های اکسید روی با حضور جوانه‌زا و بدون جوانه‌زا توسط فرایند هیدروترمال بر روی زیرلایه رشد داده شدند. سپس نانوذرات wo3 بر روی نانومیله‌های zno پوشانده‌ شده بر روی زیرلایه با استفاده از روش پوشش‌دهی دورانی لایه‌نشانی شدند. برای شناسایی از آنالیزهای فازی، ریزساختاری و خواص فوتوکاتالیستی از روش‌های xrd، sem،edx ، drs-uv استفاده شد. نتایج تحقیقات حاضر نشان داد که نه تنها ریخت‌شناسی نانوذرات و نانومیله‌های zno به‌همراه جوانه‌زا و بدون جوانه‌زا بر خواص فوتوکاتالیستی موثر هستند، بلکه میزان انرژی ناحیه ممنوعه حاصله در حضور wo3 بر روی نمونه هسته/پوسته  zno/wo3تاثیرگذار است. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، نانومیله‌های zno در حضور جوانه‌زا‌ها دارای ریخت‌شناسی یکنواخت و مرتب‌تری از نانومیله‌های بدون جوانه‌زا هستند. همچنین، نانوکامپوزیت zno/wo3 با بهبود جداسازی و کاهش بازترکیب الکترو - حفره به افزایش راندمان فوتوتخریب رنگ توسط فوتوکاتالیست منجر شد. آزمایش‌ها، بر اساس طرح تاگوچی، طراحی، آنالیز و بررسی شد. تعداد آزمایش‌ها با استفاده از روش تاگوچی تعیین و ارتباط متغیرهای ph، زمان، غلظت اولیه متیلن‌گرین و سرعت اختلاط به‌منظور حذف متیلن‌گرین به‌ وسیلهٔ فرایند فوتوکاتالیستی توسط نانوذره، نانومیله zno و کاتالیست zno/wo3 با انجام آنالیز anova بررسی شد. نتایج نشان داد غلظت اولیهٔ محلول متیلن‌گرین و ph بیشترین تاثیر را در فرایند فوتوکاتالیستی داشته‌اند و همچنین فرایند فوتوکاتالستی به‌وسیله جوانه‌زا و نانومیله zno درصد حذف 70.20 درصد است، ولی به‌وسیله zno/wo3 به 82.30 درصد رسیده است.

synthesis, characterization, and investigation of the physical properties of zno/wo3nanorods using a seed layer, and analysis of the photocatalytic process via taguchi method experimental design

in this study, zinc oxide (zno) nanorods were grown on substrates with and without a seed layer using a hydrothermal process. wo₃ nanoparticles were then coated onto the zno nanorods using the spin coating method. techniques such as xrd, sem, edx, and uv-vis drs were employed to analyze the phase, microstructure, and photocatalytic properties. the results showed that the morphology of zno nanoparticles and nanorods, whether with or without a seed layer, significantly affected their photocatalytic properties. additionally, the band gap size in the presence of wo₃ influenced the performance of the zno/wo₃ core-shell structure. zno nanorods with a seed layer exhibited a more uniform and orderly morphology compared to those without. the zno/wo₃ nanocomposite also improved dye photodegradation efficiency by enhancing electron-hole separation and reducing recombination. the experiments were designed and analyzed using the taguchi method, which determined the number of experiments and assessed the effects of ph, time, initial methylene green concentration, and stirring speed on the photocatalytic degradation of methylene green by zno nanoparticles, nanorods, and the zno/wo₃ catalyst using anova. the findings revealed that the initial methylene green concentration and ph had the most significant impact on the photocatalytic process, with removal rates reaching 70.2% for zno nanorods with a seed layer and 82.3% for the zno/wo₃ composite.