سامانه همایش های دانشگاه جیرفت

صفحه اصلی / سومین همایش بین المللی و چهارمین همایش ملی کشاورزی، محیط زیست و امنیت غذایی

Synthesis of Binary CdS/g-C₃N₄ Composite and Investigation of its Photocatalytic Activity for the Reduction of Cr(VI) Toward Environmental Protection

نویسندگان :

Amirhossein Mirmohamadi¹ Shabnam Sohrabnezhad² Rozita Foulady-Dehaghi³

1- دانشگاه گیلان 2- دانشگاه گیلان 3- دانشگاه گیلان

کلمات کلیدی :

فتوکاتالیست،محیط زیست،تصفیه پساب،کادمیوم سولفید،نیترید کربن گرافیتی

چکیده :

هدف: فتوکاتالیست‌ها روشی سازگار در جهت تجزیه و تخریب آلاینده های زیست محیطی هستند که از تبدیل فوتون ورودی به یک منبع انرژی قابل استفاده بواسطه ی تولید جفت الکترون/حفره در سطح فتوکاتالیست بهره می جویند. در همین راستا سنتز نانوکامپوزیت دوجزئی CdS/g-C₃N₄ در جهت کاهش کروم شش‌ظرفیتی که تهدیدی جدی برای محیط زیست می باشد صورت پذیرفت. مواد و روش‌ها: به این منظور نانوذرات کادمیوم سولفید شش وجهی و نیترید کربن گرافیتی هر یک به صورت مجزا سنتز شدند. در ادامه سنتز کامپوزیت دوجزئی با نسبت وزنی 3:1 کادمویم سولفید به نیترید کربن گرافیتی به روش اختلاط فیزیکی صورت پذیرفت. یافته‌های پژوهش: هر یک از نانو ساختار ها و نانوکامپوزیت دوجزئی در جهت کاهش فتوکاتالیستی آلاینده تحت تابش نور مرئی مورد ارزیابی و بهینه سازی قرار گرفتند. نتایج حاکی از آن است که کادمیوم سولفید گرچه قدرت کاهش فتوکاتالیستی زیادی دارد اما نرخ بالای جذب و باز ترکیب این نانوذرات، تمایل به تجمع سریع، محدودیت مکان های فعال فتوکاتالیستی و خوردگی نوری تمایل به استفاده از CdS خالص برای فرآیندهای فتوکاتالیستی را کاهش داده است. در همین حال نیترید کربن گرافیتی (g-C3N4) بعنوان یک پلیمر عاری از فلز در زمینه فتوکاتالیستی مورد توجه قرار گرفته است. این ماده ویژگی هایی از جمله قیمت مناسب، قابلیت انطباق پذیری، واکنش پذیری و پایداری حرارتی بالا را دارا می باشد. باتوجه به نتایج بدست آمده نانوکامپوزیت دوجزئی CdS/g-C3N4 نسبت به نانوذرات خالص کادمیوم سولفید دارای فعالیت فتوکاتالیستی و پایداری فتوشیمیایی بهتری می باشد. بر اساس نتایج بدست آمده مجموع جذب و کاهش فتوکاتالیستی نانوکامپوزیت دوجزئی در مدت زمان چهل دقیقه تابش نور مرئی در pH=3 و غلظت 20ppm از آلاینده کروم شش ظرفیتی بیش از 66% می باشد، که حدود 15% آن مرتبط با برقراری تعادل جذب-واجذب در مدت زمان سی دقیقه تاریکی می باشد. نتیجه‌گیری: با در نظر گرفتن نور خورشید بعنوان منبع پایدار، پاک، در دسترس و رایگان انرژی طراحی فناوری‌های خورشیدی کارآمد یک مرحله حیاتی در بهره گیری از انرژی غیرفسیلی است. ترکیبات نیمه رسانا با شکاف انرژی کوچک همچون کادمیوم سولفید با ظرفیت بالای جذب نور مرئی، قیمت ارزان، در دسترس بودن و فعالیت بالا مورد توجه قرار گرفته اند. در همین حال با هدف رفع نقص های این نیمه رسانا در این پژوهش از نیترید کربن گرافیتی به عنوان بستری کاربردی بهره گرفته شد.