روش يك مرحله اي هيدروترمال براي ساخت تركيب WO3.0.33H2O/BiOCl به عنوان كاتاليست نوري فعال با نور فرابنفش و مرئي

One-Step Hydrothermal Method to Synthesis WO3.0.33H2O/BiOCl Composite as an Ultraviolet and Visible Light-Activated Photocatalyst

در ساليان اخير كاتاليست هاي نوري نيم ه رسانا به دليل فعاليت كاتاليست نوري كه تحت تابش نور خورشيد از خود نشان مي دهند، توجه زيادي در تصفيه آب را به خود جلب كرده اند. در اين پژوهش از روش ساده و يك مرحله اي هيدروترمال براي ساخت كاتاليست نوري تركيبي WO3.0.33H2O/BiOCl استفاده شد. مشخصه يابي نمونه ها با روش هاي گوناگوني مانند پراش پرتو ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، اندازه گيري طيف عبور پخشي (DRS) و فناوري جذب / واجذب گاز نيتروژن انجام شد. عملكرد كاتاليست نوري نمونه ها با تخريب رودامين به عنوان مدل آلودگي و تحت تابش لامپ زنون (55 وات) و لامپ ال اي دي (30 وات) به ترتيب به عنوان منابع نور شبيه ساز خورشيد و مريي بررسي شد. نتيجه ها نشان داد تغيير نسبت بيسموت به تنگستن تاثير زيادي بر عملكرد كاتاليست نوري نمونه ها دارد و نمونه ساخته شده با نسبت بيسموت به تنگستن 0/1 بهترين عملكرد در مقايسه با ديگر نمونه ها را از خود نشان داد. در حضور 10 ميلي گرم از اين كاتاليست نوري در داخل 60 ميلي ليتر محلول رنگ رودامين بي (mg/L 10(و تحت تابش لامپ زنون در مدت زمان 80 دقيقه به تقريب 80% مولكول هاي رودامين بي تخريب شدند. با توجه به نتيجه هاي به دست آمده عملكرد كاتاليست نوري بالاي نمونه WO3.0.33H2O/BiOCl براي تخريب مولكول هاي رودامين بي در مقايسه با ديگر نمونه ها به عواملي مانند گاف انرژي كوچك تر (eV 2/21 ~)، سطح موثر بزرگ تر (m2/g 26/60) و جفت شدگي دو نيمه رساناي WO3.0.33H2O و BiOCl نسبت داده شد. آزمايش مربوط به تعيين گونه هاي فعال در واكنش هاي كاتاليست نوري نشان مي دهد حفره ها و راديكال هاي اكسيژن مهم ترين نقش در تخريب مولكول هاي رودامين بي روي كاتاليست نوري تركيبي WO3.0.33H2O/BiOCl را بر عهده دارند.

In recent years, semiconductor photocatalysts have received great research interest for water purification due to their photocatalytic activity under solar light irradiation. In this study, a simple one-step hydrothermal method was used to synthesis a WO3.0.33H2O/BiOCl composite photocatalyst. The products were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS), and N2 adsorption-desorption techniques. The photocatalytic properties of samples were investigated by photocatalytic degradation of RhB as a model pollutant under xenon lamp (55 W) and white light LED lamp (30 W) as simulated solar light and visible light sources, respectively. The results indicated that the Bi/W molar ratio has a significant effect on photocatalytic activity. The synthesized sample with Bi/W molar ratio of 1.0 displays the best photocatalytic performance compared with other samples. In the presence of 10 mg of this photocatalyst 80% of RhB solution (60 ml, 10 mg/L) could be degraded in 80 min under simulated solar light irradiation. The results indicated that the higher photocatalytic performance of dye molecules over WO3.0.33H2O/BiOCl composite could be ascribed to its larger specific surface area (26.60 m2/g), lower optical band gap (~2.21 eV) and interaction between WO3.0.33H2O and BiOCl. Also, the radical scavenger experiments exhibit that the holes (h+) and superoxide radicals (•O2) are the main active species in the photocatalytic degradation process of RhB over WO3.0.33H2O/BiOCl composite photocatalyst.