مشخصه‌هاي ساختاري، فوتوليزوري و مغناطيسي نانوكامپوزيت هوا ژل گرافن/فريت بيسموت

Structural, photocatalytic and magnetic characteristics of aerogel graphene/bismuth ferrite nanocomposite

در اين پژوهش، نانوكامپوزيت هواژل گرافن/فريت بيسموت به­روش گرمابي تهيه و ويژگي­ هاي فوتوليزوري و مغناطيسي آن بررسي شد. هواژل نانو كامپوزيت‌ها با غلظت mg/ml 4 براي اكسيد گرافن و با غلظت­هاي 0/2 و 0/5 وmg/ml 1 براي فريت بيسموت تهيه شد. بررسي‌هاي فازي و ساختاري بر پايه پراش پرتوس ايكس (XRD) و طيف­ سنجي تبديل فوريه فروسرخ (FT-IR) تأييد كننده تشكيل فريت بيسموت با ساختار سه­گوشي R از نوع پروسكايت و احياء شدن اكسيد گرافن است. تصويرهاي ميكروسكپ الكتروني روبشي (SEM) ساختار متخلخل هواژل گرافن را به ­خوبي نشان ‌داد. تصويرهاي ميكروسكپ الكتروني عبوري (TEM) تأييدي بر كامپوزيت شدن ذرات فريت بيسموت در ساختار هواژل گرافن بودند. گاف انرژي نمونه­ ها با بررسي نتايج طيف­ سنجي فرابنفش-مرئي (UV-Vis) محاسبه شد. نتايج به دست آمده از مغناطيس ­سنج نمونه ارتعاشي (VSM) نشان دهنده كاهش مغناطش اشباع ذرات فريت بيسموت پس از كامپوزيت شدن با هواژل گرافن است. ميزان تجزيه رنگ آبي متيل توسط ذرات فريت بيسموت و هواژل‌هاي نانوكامپوزيت‌هاي گرافن/ فريت بيسموت با طيف­سنج UV-Vis بررسي شد. بهترين عملكرد فوتوليزوري مربوط به ­نمونه هواژل گرافن/ فريت بيسموت با مقدار فريت بيسموت mg/ml 0/5 است.

In this research, Graphene/ Bismuth aerogel nanocomposite was fabricated by hydrothermal method and it’s structural, magnetic and photocatalytic properties were investigated. For this purpose, aerogel of nanocomposites were prepared with a concentration of 4 for graphene oxide and concentrations of 0.2, 0.5 and 1 mg/ml for Bismuth ferrite. Phase and structural studies with XRD and FT-IR analyzes confirm the formation of bismuth ferrite with a rhombohedral structure of perovskite type and reduction of graphene oxide. The SEM images show the porous structure of graphene aerogel well. TEM analysis confirms the composite of bismuth ferrite nanoparticles in the structure of graphene aerogel. The energy gap of the samples was calculated from the results of UV-Visible spectroscopy. Based on the parameter measured by the vibrating sample magnetometer (VSM), it shows a decrease in the magnetization saturation of bismuth ferrite nanoparticles after composite with graphene aerogel. Methyl blue decomposition was evaluated by bismuth ferrite nanoparticles and graphene/ferrite bismuth nanocomposites using UV-Vis apparatus. The best photocatalytic performance of graphene/bismuth ferrite aerogel is in the sample with 0.5 mg/ml concentration.