ساخت نانو ذرات ZnO به روش صوتي- شيميايي براي بهبود عملكرد فتوكاتاليستي آن‌ها در تبديل گازهاي گلخانه‌اي

Improvement of Photocatalytic Performance of Prepared ZnO Nanoparticles by Sonochemical Method in Conversion of Greenhouse Gases

هدف از اين تحقيق حذف گازهاي گلخانه‌اي CO2 و CH4 با استفاده از نانو ذرات ZnO ساخته شده و مقايسه عملكرد آن‌ها با ZnO تجاري مي‌باشد. نانو ذرات ZnO با استفاده از روش صوتي - شيميايي از محلول روي استات دو آبه و اتانول تهيه شدند. ويژگي‌هاي فيزيكي و شيميايي نانو ذرات ZnO ساخته شده با استفاده از روش‌هاي XRDا، UV-visا، FTIR و SEM بررسي شدند. علاوه بر اين، تبديل فتوكاتاليستي CO2 و CH4 در محيط گازي توسط GC-TCD بررسي شد. محصولات به‌دست آمده از واكنش فتوكاتاليستي نيز توسط FTIR گازي و GC-Mass شناسايي شدند. تصاوير SEM نشان دادند كه نانو ذرات ZnO به‌دست آمده يكنواخت مي‌باشند. طيف سنجي UV-vis نشان داد كه بعد از كلسينه كردن محدوده جذب ZnO به ناحيه مرئي انتقال مي‌يابد. هم‌چنين، طيف سنجي XRD نشان داد كه بعد از كلسينه كردن ZnO خالص به‌دست مي‌آيد. براساس نتايج به‌دست آمده ميزان تبديل CO2 و CH4 توسط نانو ذرات ZnO تهيه شده به‌ترتيب برابر 14/3 و 14/7% مي‌باشد كه اين مقادير حدودا 2 برابر درصدهاي مربوط به ZnO تجاري است.

The purpose of this research is to remove greenhouse gases CO2 and CH4 by using ZnO nanoparticles produced from aqueous solution of zinc acetate dihydrate and ethanol by sonochemical method, and comparison of its performance with commercial ZnO. The prepared ZnO nanoparticles were analyzed by XRD, UV-vis, FTIR and SEM. Also, the photocatalytic conversion of CO2 and CH4, and photoreduction products were identified by means of GC-TCD and FTIR in gas medium. SEM images indicated that prepared ZnO nanoparticles were uniform. UV-vis spectrum showed that, after calcination, the range of ZnO absorption was proceeding toward the visible region. Also, XRD spectrum showed that, after calcination, pure ZnO has been produced. According to the results, nano ZnO with the efficiency about twice of commercial ZnO, leads to conversion of 14.3 and 14.7 % for CO2 and CH4, respectively.