Title of article :
Mesoporous WO3/TiO2 Nanocomposites Photocatalyst for Rapid Degradation of Methylene Blue in Aqueous Medium
Author/Authors :
Ernawati, L Department of Chemical Engineering - Institut Teknologi Kalimantan, Indonesia , Wahyuono, R.A Department of Engineering Physics - Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Indonesia , Muhammad, A.A Department of Chemical Engineering - Institut Teknologi Kalimantan, Indonesia , Nurislam Sutanto, A.R Department of Chemical Engineering - Institut Teknologi Kalimantan, Indonesia , Maharsih, I.K Department of Chemical Engineering - Institut Teknologi Kalimantan, Indonesia , Widiastuti, N Department of Chemical Engineering - Institut Teknologi Kalimantan, Indonesia , Widiyandari, H Department of Physics - Universitas Sebelas Maret, Surakarta, Indonesia
Pages :
8
From page :
1345
To page :
1352
Abstract :
This paper presents the wet chemical synthesis of WO3/TiO2 nanocomposites using hydrothermally prepared monoclinic WO3 and anatase TiO2 nanoparticles as composite matrices and filler, respectively. The nanocomposites were prepared in different compositions, i.e. WO3:TiO2 ratio (w/w) of (1:1), (1:3), and (3:1). Physicochemical properties of the resultant WO3/TiO2 nanocomposites were evaluated by Xray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), BET N2 adsorption-desorption isotherms, UV/vis, and Raman spectroscopy. The resultant nanocomposites exhibited a mesoporous structure with specific surface area of up to 11.5 m2 g-1, where TiO2 constituent contributed to higher surface area, especially in (1:3) ratio, and higher number of defect sites. While there was no impurities in the investigated nanocomposites as revealed by XRD analysis and Raman spectra, the WO3:TiO2 (1:3) nanocomposites showed the highest light harvesting ability indicated by higher absorption amplitude in both UV and visible regime. Three different kinetic models including pseudo-first-order, pseudo-second order, and Langmuir-Hinshelwood were applied to experimental data. The pseudo-second-order was found to be the best representing model and the adsorption kinetic studies indicated that chemisorption initially dominated the degradation mechanism. Finally, photocatalytic activity of nanocomposites was compared for photodegradation of methylene blue (MB) aqueous medium and in a good agreement with physicochemical properties, WO3:TiO2 (1:3) nanocomposites yielded the highest MB degradation rate (k ~ 0.162 min-1) and efficiency (96%) within 120 min under UV irradiation.
Farsi abstract :
در اين مطالعه سنتر شيميائي نانوكامپوزيت W03 / TiO2 با روش هيدروترمال از WO3 و نانو ذرات Ti02 كه به ترتيب به عنوان ماتريكس و فيلر مورد استفاده قرار گرفتند ارائه مي شود. نانوكامپوزيت ها با تركيبهاي مختلف 1:1، 1:3و 3:1 از Ti02 . WO3 تهيه شدند. بررسي خواص فيزيكوشيميائي نانوكامپوزيت ها با آناليزهاي UV - BET ، SEM XRD Visو رامان انجام شد. نانوكامپوزيت هاي سنتز شده ساختار مزوحفره با سطح ويژه 11/5 متر مربع به گرم داشتند در حالي كه TiO2 موجب افزايش سطح ويژه و تعداد بيشتر جايگاههاي فعال شد. طبق آناليز XRD و رامان، نانوكامپوزيت ها ناخالصي نداشتند و نانوكامپوزيت با نسبت ٌWO3:TiO2 1:3 بيشترين قدرت جذب نور را در محدوده ي نور مرئي و ماورابنفش داشت. سه مدل سينتيكي شبه درجه يك، شبه درجه دو و لانگماير-هنشل وود براي تفسير داده هاي آزمايشگاهي استفاده شد. بر اساس مطالعات سينتيكي بهترين فيت از مدل شبه درجه دو حاصل شد كه نشان دهنده اين بود كه مكانيزم تجزيه عمدتا تابع جذب شيميائي است. در نهايت، فعاليت فتوكاتاليستي نانوكامپوزيت ها براي تجزيه متيلن بلو بررسي شده نانوكامپوزيت با نسبت : TWO3:TiO2 1:3 بيشترين سرعت تجزيه متيلن بلو ( 0/162 بر دقيقه و بازدهي (96%) را در مدت 120 دقيقه تحت تابش ماورابنفش داشت.
Arabic abstract :
كامپوزيت
Keywords :
Kinetic , Nanocomposite , Photocatalyst , TiO2 , WO3
Serial Year :
2019
Record number :
2496864
Link To Document :
بازگشت