بررسی تاثیر استفاده از آهن و گرافن اکسید بر فعالیت فتوکاتالیستی تیتانیم‌دی‌اکسید به‌منظور تخریب ماده رنگزای متیلن آبی

تیتانیم‌دی‌اکسید از جمله فتوکاتالیست‌هایی است که به‌دلیل خواص منحصر به‌فرد، بیشترین کاربرد را در فرایندهای تصفیه پساب‌های صنعتی دارد. گاف انرژی بالا، بازترکیب الکترونحفره و عدم قابلیت جداسازی پودر از فاضلاب تصفیه ‌شده از جمله موانع گسترش استفاده از tio2 در مقیاس صنعتی است. در پژوهش حاضر از fe3o4 و گرافن اکسید به‌منظور جداسازی و بهبود خواص فتوکاتالیستی tio2 استفاده شد. مشخصه‌یابی نمونه‌ها با استفاده از پراش اشعه ایکس، طیف‌سنج فوریه مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی و دستگاه مغناطیس‌سنج انجام ‌شد و عملکرد فتوکاتالیستی کامپوزیت‌ها در حذف متیلن آبی تحت تابش نور مرئی توسط روش اسپکتروفتومتری uvvis ارزیابی شد. نتایج حاصل نشان دهنده سنتز موفق نانوکامپوزیت tio2/fe3o4/go با استفاده از روش دو مرحله‌ای سل ژل هیدروترمال با خلوص بالا است. استفاده همزمان از go و fe3o4 فعالیت فتوکاتالیستی را به‌صورت قابل توجهی بهبود می‌بخشد به‌طوری که در مدت 80 دقیقه پرتودهی، امکان دستیابی به تخریب 90 درصد از ماده رنگزا امکان‌پذیر می‌شود. به‌دلیل خواص سوپرپارامغناطیسی محصول سنتز شده، نانوکامپوزیت پس از انجام عملیات تخریب به‌راحتی با استفاده از میدان مغناطیسی قابل جداسازی است.

Effects of Iron and Graphene Oxide on the Photocatalytic activity of Titanium Dioxide for Methylene Blue Degradation

Among the photocatalysts, Titanium dioxide (TiO2) is mostly used for wastewater treatment. Nevertheless, large band gap, rapid recombination of electron–hole along with difficult separation process limits TiO2 applications in industrial scale. In this study, the photocatalytic activity and separation of TiO2 were improved by combined application of Fe3O4 and graphene oxide. Xray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (FESEM), and magnetization measurement (VSM) was utilized to characterize the sample and the photocatalytic degradation of methylene blue under visible light irradiation was evaluated by UVvis spectrophotometer. The results indicate the successful preparation of purified TiO2/Fe3O4/GO nanocomposite by a twostep sol gelhydrothermal method. The enhanced photocatalytic activity of nanocomposite is attributed to the simultaneous application of iron oxide and graphene oxide. The maximum photocatalytic decoloration (90%) is achieved within 80 min under lamp irradiation. The superparamagnetism of nanocomposites provided a convenient route for separation of the catalyst from the reaction mixture by an external magnet.