proficient adsorption, photodegradation and sonodegradation of methylene blue by fe3o4/graphene nanocomposite

In this research, fe3o4 and fe3o4/graphene materials were prepared and characterized via different techniques such as x-ray diffractometer (xrd), vibrating sample magnetometer (vsm), and energy-dispersive x-ray spectroscopy (edx). the efficiency of prepared samples were investigated by elimination of methylene blue as a cationic dye from aqueous solutions via different methods such as adsorption, photodegradation and sonodegradation processes. the results indicated that the degradation rate of methylene blue by fe3o4/graphene nanocomposite under sonocatalytic process was considerably higher than the adsorption and photocatalytic procedures. sonocatalytic degradation of methylene blue by fe3o4/graphene nanocomposite could be explained by the mechanisms of hot spots and sonoluminescence. the degradation pathways between sonocatalytic oxidation and methylene blue solution was described. the results showed that the conjugate structure of nitrogen-sulfur heterocyclic material was broken and aromatic ring was oxidized to open the ring. methylene blue molecules were finally mineralized to h2o and co2 in the sonocatalytic degradation process. furthermore, the figures-of-merit based on electric energy consumption (electrical energy per order (eeo)) were estimated in the degradation of methylene blue in the presence of fe3o4/graphene nanocomposite. the results showed that less energy is consumed during the sonodegradation of methylene blue in the presence of fe3o4/graphene nanocomposite in comparison with photodegradation procedure.

جذب سطحی، تخریب فتوکاتالیزوری و سونوکاتالیزوری متیلن بلو با استفاده از نانوکامپوزیت fe3o4/graphene

در این تحقیق ترکیبات  fe3o4 وfe3o4/graphene  تهیه و با استفاده از تکنیکهای مختلف نظیر پراش اشعه ایکس (xrd)، مغناطیس ‌سنج ارتعاشی (vsm) و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (edx) شناسایی شدند. کارایی نمونه های تهیه شده در حذف متیلن بلو به عنوان یک رنگ کاتیونی از محلول‌های آبی با استفاده از روشهای مختلف نظیر جذب سطحی، فرایندهای تخریب فتوکاتالیزوری و سونوکاتالیزوری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد سرعت تخریب متیلن بلو با استفاده از نانوکامپوزیت fe3o4/graphene تحت فرایند سونوکاتالیزوری بیشتر از فرایندهای جذب سطحی  و تخریب فتوکاتالیزوری است. تخریب سونوکاتالیزوری متیلن بلو با استفاده از نانوکامپوزیت fe3o4/graphene از طریق مکانیسم های نقاط داغ  و لومینسانس قابل توجیه است. گذرگاههای تخریب بین اکسایش سونوکاتالیزوری و محلول متیلن بلو توضیح داده شد. نتایج نشان داد ساختار کنژوگه ترکیب هتروسیکل نیترژن-سولفور شکسته شده و حلقه آروماتیک اکسید شده و به حلقه باز  تبدیل می شود. درنهایت، معدنی شدن کامل مولکولهای متیلن بلو طی فرایند تخریب سونوکاتالیزوری رخ می دهد. همچنین  رقم  های شایستگی برای انرژی الکتریکی به ازای هر مرتبه (ee0) در تخریب متیلن بلو در حضور fe3o4/graphene تخمین زده شد.  نتایج نشان داد  در تخریب سونوکاتالیزوری متیلن بلو با استفاده از نانوکامپوزیت fe3o4/graphene ، در مقایسه با تخریب فتوکاتالیزوری انرژی کمتری مصرف می شود.