احيا بسيار گزينش‌پذير نيترات به نيتروژن با استفاده از نانوذرات اكسيد روي دوپ شده با نقره به همراه فرميك اسيد به عنوان به‌دام‌ اندازنده حفره

High selectivity for nitrogen in nitrate reduction on Ag–ZnO nanoparticles with formic acid as hole scavenger

در اين كار تحقيقاتي يك سري از كاتاليزورهاي نقره قرار گرفته شده بر روي بستر روي اكسيد با ميزان دوپ 1% تا 7? وزني توسط روش رسوب‌دهي مستقيم تهيه گرديد. ساختار اين نانوذرات توسط XRD و اندازه و مورفولوژي آنها توسط TEM مورد بررسي قرار گرفت. فعاليت فوتوكاتاليزوري كاتاليزورهاي سنتز شده جهت احيا فوتوكاتاليزوري يون نيترات، در محلولهاي آبي و تحت تابش نور UV و در حضور اسيد فرميك به عنوان به د‌ام‌اندازنده حفره ارزيابي شد. با توجه به آزمايشات انجام شده مشخص گرديد كه يون‌هاي نيترات در سوسپانسيون آبي Ag-ZnO در مدت 1 ساعت بيش از 60% تخريب مي‌شوند. ميزان مطلوب درصد وزني نقره بر روي بستر روي اكسيد 5% بوده و بهترين راندمان با كاتاليزوري كه اندازه متوسط ذرات آن 9/18 نانومتر باشد به دست آمده است. گزينش پذيري واكنش بسيار زياد بوده و در پايان واكنش يون‌هاي نيتريت مشاهده نشده است. همچنين ميزان يون آمونياك تشكيل شده نيز بسيار جزيي است و مي توان ادعا كرد كه سلكتيويته واكنش نزديك به 100% است.

A series of Ag-doped ZnO (Ag–ZnO) catalysts with a doping concentration up to 7wt% were prepared by a direct precipitation method. The prepared photocatalysts were characterized by XRD and TEM to determine their chemical composition and surface structure. The photocatalytic activity of different Ag–ZnO catalysts was evaluated in the photocatalytic reduction of nitrate in aqueous solution under UV illumination. In the experiments, formic acid was used as a hole scavenger to enhance the photocatalytic reduction reaction. The experimental results indicate that the presence of Ag in ZnO catalysts substantially enhances the photocatalytic reaction of nitrate reduction. It was found that the optimal dosage of 5wt%Ag in ZnO achieved the fastest reaction of nitrate reduction under the experimental condition. Nitrite ions were not monitored during the reaction and a negligible amount of ammonia formed. Hence selectivity to N2 is nearly 100%.