تاثیر زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت بر خواص و عملکرد فتوکاتالیستی نیمه‌رسانای bioi در تخریب نوری پساب رنگی

در پژوهش حاضر، فرآیند تخریب نوری آلاینده رنگی متیل اورانژ با استفاده از فتوکاتالیست‌های نانوساختار bioi/clinoptilolite با هدف بررسی اثرات حضور پایه زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت و مقدار بارگذاری نانوذرات bioi برروی فعالیت فتوکاتالیستی مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور مقادیر مختلف فتوکاتالیست‌های bioi تثبیت شده برروی کلینوپتیلولیت ( 10،20،30،40%wt ) به‌روش سونوشیمیایی رسوبی سنتز شدند. در بررسی خصوصیات نانوکامپوزیت‌های سنتز شده از آنالیزهایی همچون xrdا، fesem/edxا،pl و uvvis استفاده شد. نتایج آنالیزهای شناسایی بیانگر صحت سنتز نمونه‌های سنتزی بوده و نشان می‌دهد که حضور کلینوپتیلولیت نه تنها مورفولوژی و ساختار bioi را تغییر نمی‌دهد بلکه منجر به کاهش بازترکیب جفت‌های الکترونحفره و همگنی مورفولوژی می‌شود. همچنین با توجه به عدم مشاهده ذرات تیغه‌ای شکل کلینوپتیلولیت در تصاویر fesem نمونه حاوی 30% وزنی bioi، به نظر می‌رسد که نانوصفحات گل‌مانند bioi تقریباً سطح ذرات کلینوپتیلولیت را پوشانده‌اند. بدیهی است که با افزایش بیشتر مقدار بارگذاری، سطح زئولیت به شدت پوشانده شده، تجمع ذرات فلزی افزایش یافته و در نتیجه تماس بین ذرات bioi و کلینوپتیلولیت و همچنین راندمان جداسازی جفت‌های الکترونحفره تضعیف شده که منجر به کاهش عملکرد فتوکاتالیستی می‌شود. با بررسی نحوه اثرگذاری پارامترهای عملیاتی، حداکثر مقدار حذف فتوکاتالیستی متیل اورانژ (100%) در شرایط بهینه زمان واکنش h 2، غلظت آلاینده ppm 5 و مقدار کاتالیست 0.5g/l تحت تابش نور فرابنفش به‌دست آمد. همچنین، با بررسی مدل‌های مختلف سینتیکی برای کاتالیست منتخب، مطابقت مدل‌های سینتیکی درجه دوم، فرندلیچ اصلاح شده و انتشار سهموی با فرآیند حذف متیل اورانژ با 0.99 < r2 تایید شد. به‌علاوه همان‌ طور که از نتایج آنالیز uv-vis نیز قابل انتظار بود، فتوکاتالیست بهینه b(30)/clt کارایی مطلوبی را نیز تحت تابش نور مرئی برای تخریب آلاینده رنگی (82%) از خود نشان داد.

the impact of clinoptilolite natural zeolite on the photocatalytic properties and performance of bioi semiconductor in the photodegradation of dye wastewater

in the present study, the process of optical degradation of methyl orange dye pollutant was studied using bioi / clinoptilolite nanostructured photocatalysts to investigate the effects of clinoptilolite natural zeolite support and bioi nanoparticle loading on photocatalytic activity. for this purpose, different amounts of bioi photocatalysts on clinoptilolite (10, 20, 30 and 40 wt.%) were synthesized via sonochemicalprecipitation method. the synthesized photocatalysts were characterized by xrd, fesem, edx, pl and uvvis techniques. the results of identification analyzes indicate the accuracy of the synthesis of synthetic samples. by examining the effect of operating parameters, the maximum amount of methyl orange photocatalytic removal (100%) was obtained under optimal reaction time of 2 hours, 5 ppm pollutant concentration and 0.5 g/l amount of photocatalyst under ultraviolet light. also, by examining different kinetic models for the selected catalyst, the conformity of the secondorder, modified freundlich, parabolic diffusion models with the methyl orange removal process with r2 >0.99 was confirmed. in addition, as expected from the results of uvvis analysis, the optimal b (30)/clt photocatalyst showed desirable performance under visible light radiation for the degradation of dye (82%).