بررسي ويژگي مغناطيسي و فتوكاتاليستي نانوذره‌هاي Fe3O4 پس از پوشش‌دهي با ZnO و TiO2

Investigation of magnetic properties and photocatalytic performance of Fe3O4 nano particles after coating with ZnO and TiO2

در اين پژوهش، پس از پوشش‌دهي نانوذره‌هاي مگنتيت با ZnO و TiO2 به روش سل/ژل سعي شد تا تشكيل ساختار و ويژگي مغناطيسي نانوذره‌هاي هسته/پوسته دو جزيي و سه جزيي با روش پراش پرتو ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) و مغناطيس‌سنج ارتعاشي (VSM) بررسي شد. رفتار فتوكاتاليستي در تخريب متيلن به لو در گستره صفر تا 120 دقيقه تحت تابش نور خورشيد با طيف‌سنج مرئي/فرابنفش ثبت شد. تغييرات با استفاده از طيف فتولامينسانس (PL) و سطح ويژه به‌دست آمده با دستگاه جذب/واجذب نيتروژن (BET) بررسي شد. نتايج به‌دست آمده نشان داد كهmg/ml 10 نانوذره‌هاي هسته/پوسته بيش از 90 % از مولكول‌هاي متيلن به لو را در مدت زمان 120 دقيقه تحت تابش نور خورشيد تخريب كرده‌اند. اما افزايش تعداد پوسته‌ها سبب تغيير نوع نيم‌رسانا از نوع مستقيم به غيرمستقيم مي‌شود كه به دنبال آن فصل مشترك ناهمگن رفتار فتوكاتاليستي را تضعيف مي‌كند.

In this research, magnetite NPs via sol/gel method was coated with ZnO and TiO2. Phases, microstructures, and magnetic properties of binary and ternary core/shell nanoparticles were characterized using X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and vibrational magnetometer (VSM). Photocatalytic activities in methylene blue degradation under sunlight irradiation for 120 min were recorded using UV/Vis spectrophotometer, changes were studied using the photoluminescence spectrum (PL), and the specific surface areas were obtained by the nitrogen adsorption/desorption apparatus (BET). The results showed that 10 mg/ml core/ shell nanoparticles during 120 min under sunlight radiation could degrade >90% of methylene blue molecules. However, the increase in the number of shells causes the change in the type of semiconductors from direct to indirect; following that heterogeneous interface reduces the photocatalytic efficiency.