Preparation and investigation of photocatalytic activity of g-C3N4 nanosheets/Carbon dots/Ag2CO3 nanocomposite for oxidation-reduction reactions under visible-light irradiation

Hbibi-Yangjeh, Aziz and Asadzadeh Khanegha, Soheila Preparation and investigation of photocatalytic activity of g-C3N4 nanosheets/Carbon dots/Ag2CO3 nanocomposite for oxidation-reduction reactions under visible-light irradiation. University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
Asadzadeh.pdf

Download (1MB)

Abstract

Healthy water for human needs is known as the most important factor, because this element is one of the most basic elements of the environment. But in recent decades, different industries have produced large amounts of contaminated water, which contain significant amounts of organic and inorganic dyes with high toxicity. As a result, maintaining water resources from these pollutants and developing new technologies for water and wastewater treatment should be key to solve environmental problems. Over the past decade, for the purification of the mentioned pollutants, advanced oxidation processes as a very powerful method have been used. Photocatalytic reactions based on semiconductors are one of the advanced oxidation processes (AOP). This method based on the production of active species such as hydroxyl radicals, which are a suitable and effective method to purify water and converse pollutants into biodegradable compounds or converse them completely into CO2 and H2O. Among the active and stable semiconductors under visible light irradiation, graphite carbon nitride (g-C3N4) is noticeable, because proper properties such as, the narrow band gap energy (2.7 eV) and its facile synthesis. In this work, NCN/C-Dots/AgCO nanocomposites synthesized through a facile and suitable precipitation method. The as-prepared samples were characterized to identify the properties of nanocomposites using XRD, EDX, SEM, TEM, HRTEM, XPS, FTIR, UV–vis DRS, PL, EIS, GC-MS, TGA, and BET. The experiments demonstrated that the NCN/C-Dots/AgCO (10%) nanocomposite possessed the best photocatalytic activity. Furthermore, the photocatalytic activity of the prepared photocatalysts was investigated for the degradation of different organic and inorganic dyes under visible light irradiation. Also the NCN/C-Dots/AgCO (10%) nanocomposite stability can be reused without significant changes in degradation efficiency. At last, effects of the role of produced active species in degradation of pollutants was investigated.

Item Type: Other
Persian Title: تهیه و بررسی فعالیت فتوکاتالیزوری نانوکامپوزیت g-C3N4 nanosheets/Carbon dots/Ag2CO3 در انجام واکنش¬های اکسایش-کاهش تحت تابش نور مرئی
Persian Abstract: برخورداری از آب سالم برای نیازهای انسانی از عوامل مهم به شمار می¬رود چرا که این عنصر مهم جز اساسی ترین عناصر زیست محیطی می¬باشد. اما در دهه¬های اخیر، صنایع مختلف مقادیر زیادی آب¬های آلوده که شامل میزان قابل توجهی رنگ¬های آلی و معدنی با سمیت بالا هستند را تولید کرده و وارد محیط زیست کرده اند. در نتیجه حفظ منابع طبیعی آب از این آلاینده¬ها و توسعه فنآوری‌های جدید برای تصفیه¬ی آب و فاضلاب، بایستی کلیدی برای حل مسائل محیط زیست باشد. در طول دهه‌ی گذشته برای تصفیه¬ی آلاینده‌های ذکر شده، از یک روش بسیار قوی با عنوان فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته استفاده شده است. فرآیند فتوکاتالیزوری یک نوع فرآیند اکسیداسیون پیشرفته بر پایه نیمه رساناها می باشد. این روش بر اساس تولید گونه¬های فعال رادیکال‌های هیدروکسیل استوار می‌باشد که باعث تجزیه آلاینده‌ها گردیده و آن¬ها را به آب، دی اکسید کربن و یون¬های معدنی مختلف تبدیل می¬کند. در بین این نیمه¬هادی¬های مختلف، کربن نیترید گرافیت مانند (g-C3N4) به دلیل خواص مناسب، شکاف انرژی متوسط در ناحیه نور مرئی (eV 2.7) و آسان بودن تهیه¬ی آن در مقیاس وسیع به عنوان فتوکاتالیزور ایده¬آل مورد استفاده قرار گرفته است. در اين طرح پژوهشی به تهیه¬ی نانوکامپوزیت¬های g-C3N4 nanosheet/carbon dots/Ag2CO3 با پاسخ¬دهی در محدوده¬ی نور مرئی با استفاده از روش ساده¬ی رسوبی پرداخته شده است. جهت شناسایی ویژگی¬های نانوکامپوزیت¬ها از تکنیک¬های مختلف XRD، EDX، XPS، FESEM، HRTEM، UV-vis DRS، FT-IR، PL، BET، GC-MS، EIS و TGA استفاده شد. نتایج نشان داد که g-C3N4 nanosheet/carbon dots/Ag2CO3 (10%) بهترین فعالیت فتوکاتالیزوری را دارد. همچنین خواص فتوکاتالیزوری نانوکامپوزیت تهیه شده برای تخریب آلاینده¬های آلی و معدنی مختلف و نهایتا میزان پایداری آن مورد مطالعه قرار گرفت. علاوه بر این، اثرات مهمی همچون ارزیابی نقش گونه¬های فعال تولید شده در تخریب آلاینده¬ها بر روی نانوکامپوزیت¬ها که سینتیک تخریب فتوکاتالیزوری را کنترل می¬کند بررسی شدند.
Subjects: Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Divisions > Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Divisions: Subjects > Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Date Deposited: 07 Nov 2020 06:14
Last Modified: 07 Nov 2020 06:14
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/12043

Actions (login required)

View Item View Item