تهيه و مطالعه فتوكاتاليستي نانو ماده هسته-پوسته SiO2/CuS براي تخريب رنگدانه متيلن بلو

Preparation and photocatalytic study of SiO2/CuS coreshell nanomaterial for degradation of methylene blue dye

در اين پژوهش سنتز نانوساختارهاي هسته SiO2 – پوسته CuS با روش ساده شيميايي تر توسعه يافته است. محصولات با آناليز پراش اشعه ايكس XRD، طيف سنجي بازتابش انتشاري DRS، ميكروسكوپ الكتروني روبشي SEM، ميكروسكوپ الكتروني عبوري TEM، آناليز عنصري EDS و طيف سنجي مادون قرمز با تبديل فوريه FT-IR مورد شناسايي قرار گرفتند. مطالعات ريخت شناسي، يكنواختي در توزيع اندازه ذرات هسته با اندازه 250 نانومتر و ضخامت لايه 15-6 نانومتر را نشان داد. بررسي‌هاي ساختاري نشان داد كه پوسته CuS با ساختار شش ضلعي كووليت ساخته شده است و هيچگونه نشاني از ناخالصي در ساختار بلوري تركيب وجود ندارد. شكاف انرژي لايه مسII سولفيد eV 3/1 محاسبه گرديد كه علت آن به دليل ايجاد محدوديت كوانتمي در تركيب نيمه رسانا است. فعاليت فتوكاتاليستي نانوكامپوزيت تحت تابش نور مرئي براي تخريب رنگدانه متيلن بلو MB مورد مطالعه قرار گرفت. چندين پارامتر مانند مقدار كاتاليزور L-1g 1/5-0/05، pH 13-1 و غلظت اوليه رنگدانه ppm 10-0/96 آزمايش شد. مقدار تخريب به كمك اسپكتروفتومتري از روي غلظت رنگدانه باقيمانده تخمين زده شد.

In this work, core (SiO2) –shell (CuS) nanostructures have beendeveloped using a simple wet chemical route. X-ray diffraction analysis (XRD), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), EDS and fourier transform infrared (FT-IR) were used to characterize the products.The morphological studies revealed theuniformity in size distribution with core size of 250 nm andshell thickness of 7.5-17 nm. The structural studies indicate hexagonal structure of covellite (CuS) shell with no other trace for impurities in the crystalstructure. This CuS layer exhibit the band gap energy of3.1 eV, due to quantum confinement and numerousdefects presence.Photocatalytic activity of nanocomposites was studied for degradation of Methylene Blue (MB) under visible light. Several parameters were examined, catalyst amount (0.1–1 g L-1), pH (1–13) and initial concentration of MB (0.96–10 ppm). The extent of degradation was estimated from the residual concentration by spectrophotometrically