ساخت نانوكامپوزيت Fe2O3/ZnO با استفاده از روش سنتز احتراقي محلول در تبديل فتوكاتاليستي گازهاي گلخانه اي

Synthesis of Fe2O3/ZnO Nanocomposites by Solution Combustion Method for Photocatalytic Conversion of Greenhouse Gases CO2 and CH4

در اين تحقيق با استفاده از روش سنتز احتراقي محلول، مجموعه اي از نانو كامپوزيت هاي Fe2O3/ZnO به عنوان فتوكاتاليست فعال در نور مرئي، با 3 درصد تركيب وزني متفاوت از Fe2O3 شامل 25، 50 و 75 % ساخته شدند. ساختار، خواص نوري و ريخت شناسي سطح نانوكامپوزيت ها به وسيله آناليز هاي XRDا، FESEMا، EDXا، FTIRا، PL و UV-vis مورد بررسي قرار گرفت. نتايج اين آناليزها نشان داد كه خصوصيات ريخت شناسي، اندازه ذرات و خواص نوري نانوكامپوزيت هاي Fe2O3/ZnO به شدت به محتواي Fe2O3 وابسته است. فتوكاتاليست هاي ساخته شده به صورت مستقيم براي تبديل فتوكاتاليستي گازهاي گلخانه اي كربن دي اكسيد و متان در يك رآكتور ناپيوسته، تحت تابش نور مرئي به كار گرفته شدند. نانوكامپوزيت Fe2O3/ZnO محتواي 75% وزني Fe2O3 با اندازه ذرات nm 17 در تبديل فتوكاتاليستي كربن دي اكسيد و متان، به ترتيب تبديل 16 و 21% از خود نشان داد كه نسبت به فتوكاتاليست خالص ZnO با درصد تبديل فتوكاتاليستي كربن دي اكسيد و متان برابر با 3 و 4% عملكرد قابل توجهي بود.

A series of visible light sensitive photocatalysts of Fe2O3/ZnO composites with different Fe2O3 contents (25، 50، and 75wt%) were successfully prepared by a solution combustion method. The material structure and morphology of photocatalysts and their optical properties have been examined using X-ray diffraction (XRD)، fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)، field emission scanning electron microscopy (FESEM)، energy dispersive X-ray analysis (EDX)، photoluminescence (PL) spectra، and diffuse reflectance UV–visible spectroscopy. The characterization results showed that the morphology، crystallite size، and optical properties of Fe2O3/ZnO composites varied significantly with the Fe2O3 contents. The as-synthesized photocatalysts were used for direct photocatalytic conversion of greenhouse gases (CO2 and CH4) in a batch photoreactor، under visible light irradiation. The highest rates of photocatalytic conversion of CO2 and CH4 by Fe2O3/ZnO nanocomposite were 16% and 21% respectively.