تهيه نانو ساختار فريت منيزيم تحت امواج فراصوت و بررسي فعاليت فوتوكاتاليستي آن براي حذف متيلن بلو از آب

Preparation of nanostructures magnesium ferrite by ultrasound-assisted method and investigation Its photocatalytic activity to remove methylene blue from water

در اين پژوهش، نانوساختار فريت منيزيم به روش فراصوت تهيه شده و براي مطالعه‌ي ويژگي‌هاي ساختاري، اپتيكي و مغناطيسي آن‌ از داده‌هاي حاصل از پراش پرتو ايكس (XRD)، ميكروسكوپي الكتروني روبشي (SEM)، طيف سنجي مرئي-فرابنفش (UV-Vis) و مغناطيس سنج ارتعاشي (VSM) استفاده شده است. الگوي XRD نشان داد كه نانو ساختار فريت منيزيم با فاز مكعبي اسپينلي سنتز شده است. تصاوير SEM نشان مي‌دهند كه شكل نانوساختار به صورت تقريباً كروي بوده و اندازه ميانگين نانوساختارها در حدود 15-10 نانومتر بوده‌اند. مقدار گاف انرژي نانوساختارهاي فريت منيزيم تهيه شده، از طريق طيف جذبي UV-Vis، برابر eV 2/8 بدست آمده است كه در مقايسه با حالت توده‌اي آن به مقدار eV 0/62 جابجايي به سمت ناحيه آبي دارد كه به دليل اثر محدود شدگي كوانتمي و حبس الكترون‌ها در فضاي كوچك‌تر است. حلقه پسماند به‌دست آمده از آناليز VSM براي نمونه نشان مي‌دهد كه نانوساختار فريت منيزيم در دماي اتاق از خود رفتار پارامغناطيسي نشان مي‌دهد. مقدار بهينه pH براي متيلن آبي برابر 13 بود. شدت و طيف منبع نوري مهندسي شده و موثرترين حالت براي اين آزمايش بكار گرفته شده است. نتايج نشان دادند كه در مدت زمان 45 دقيقه 99% رنگ توسط نانوساختار فريت منزيم تخريب مي‌شود.

n this research, magnesium ferrite nanostructures have been prepared by the ultrasound-assisted method and for their structural, optical and magnetic characteristics, different methods such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), UV-Visible spectroscopy and vibrating sampling magnetometer (VSM), have been used. XRD pattern of the prepared magnesium ferrite nanostructures shows mixed cubic spinel phase. SEM images show a nearly spherical form of nanostructures and the mean nanoparticles size are about 10-15nm. Bandgap value of the prepared magnesium ferrite derived from UV-visible absorption spectra is 2.8eVwhich in comparison with its bulk value, a blue shift (0.62eV) due to the quantum confinement effect observed. The hysteresis loop of the prepared sample from the VSM analysis for the prepared magnesium ferrite nanostructures at room temperature shows a paramagnetic behavior. The optimum value of the pH of MB was 13. The intensity and spectrum of light source were engineered and the most efficient state has been used for the experiment. the results showed that within 45 minutes 99% of dye is degraded by magnesium ferrite nanostructures.