بررسي رفتار كاتاليستي نوارهاي شيشه فلز Fe71Si13.5B9Cu1Nb3Al1.5Ge1 و Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3 در تخريب رنگ متيلن آبي

Study on the catalytic behavior of Fe71Si13.5B9Cu1Nb3Al1.5Ge1 and Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3 metallic glass ribbons for methylene blue degradation

در اين مطالعه، عملكرد كاتاليستي نوارهاي شيشه فلز Fe71Si13.5B9Cu1Nb3Al1.5Ge1 و Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3 در تخريب رنگ متيلن آبي مورد پژوهش قرار گرفت. با آزمون پراش پرتو ايكس ويژگي‌هاي ساختاري بررسي شد كه ماهيت آمورف نوارهاي توليدي هر دو آلياژ را نشان داد. نتايج آناليز طيف‌سنجي مرئي – فرابنفش نيز تخريب ۹۰.۶۲% رنگ متيلن آبي در عرض ۱۰ دقيقه با استفاده از نوارهاي Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3 را نشان داد درحالي‌كه براي نوارهاي Fe71Si13.5B9Cu1Nb3Al1.5Ge1 به ۹0 دقيقه زمان جهت رسيدن به چنين درصد تخريب نياز بود. همچنين در بررسي سينتيك فرايند تخريب، سينتيك مرتبه دوم براي هر دو آلياژ تطبيق خوبي از خود نشان داد. در نهايت نشان داده شد كه نوار Fe71Si13.5B9Cu1Nb3Al1.5Ge1 با وجود عملكرد كاتاليستي ضعيف‌تر به نسبت نوار Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3 در تخريب رنگ متيلن آبي، پايداري بيشتر و مقاومت در برابر خوردگي بهتري دارد. تخريب رنگ تحت شرايط pH برابر ۳، مقدار كاتاليست ۰.۵ گرم بر ليتر، غلظت هيدروژن پراكسيد ۱ ميلي‌مولار، دماي ۲۵ درجه سانتيگراد و غلظت رنگ ۲۰ ميلي‌گرم بر ليتر انجام شد.

In this study, the catalytic performance of Fe71Si13.5B9Cu1Nb3Al1.5Ge1 and Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3 metallic glass ribbons for the degradation of methylene blue was investigated. The structural properties were investigated by X-ray diffraction (XRD), which revealed the amorphous nature of both alloy ribbons. Ultraviolet-visible spectroscopy analysis showed 90.62% degradation of methylene blue within 10 minutes with Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3 ribbons, while 90 minutes were required for Fe71Si13.5B9Cu1Nb3Al1.5Ge1 ribbons to achieve this degradation. In addition, second-order kinetics were determined for both alloys in kinetic studies. Finally, despite the lower catalytic performance, the Fe71Si13.5B9Cu1Nb3Al1.5Ge1 ribbons showed greater stability and better corrosion resistance compared to the Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3 ribbons in the degradation of methylene blue. The degradation experiments were carried out under the following conditions: pH 3, catalyst concentration of 0.5 g/L, hydrogen peroxide concentration of 1 mM, temperature of 25ºC and dye concentration of 20 mg/L.