سنتز نانو ذرات مزو حفره اي TiO2 دو په شده با Zr4+ و بررسي كارايي فوتوكاتاايزوري آن در حذف رنگ آلاينده كنگورد

Synthesis of Zr4+ Doped TiO2 Mesoporous Nanoparticles and Investigation of its Photocatalytic efficiency for elimination of Congored Dye

نانو ذرات مزو حفره اي TiO2 دوپه شده با Zr4+ با روش هيدروترمال و با استفاده از مواد اوليه TiCl4 و Zr (NO3)4. سنتز شد. شناسايي محصول با استفاده از آناليزهاي XRD و XRF و SEM و EDX و UV-Vis و BET-BJH انجام شد. نتايج آناليز نشان داد كه ماده سنتزي حاوي 8 درصد يون Zr4+ بوده و حضور فاز آناتاز TiO2 در كنار ZrO2 تائيد شد. شكاف انرژي اين ماده 2/48eV، مساحت سطح ويژه آن 78/75m2/g و متوسط قطر حفرات آن 2/31nm محاسبه گرديد. فعاليت فوتوكاتاليزوري نانو كاتاليزور سنتز شده و TiO2 تجاري (دگوسا P25) جهت تجزيه رنگ آزوي كنگورد تحت تابش نورهاي ماوراء بنفش و مرئي مورد مقايسه قرار گرفت. TiO2 دويه شده با Zr4+ در مقايسه با TiO2 تجاري (دگوسا) كارايي فوفتوكاتاليزوري بسيار بالاتري در حذب رنگ تحت نور مرئي نشان داد بطوريكه راندمان رنگ زدايي با استفاده از TiO2 دوپه شده با Zr4+ در مدت زمان 110 دقيقه 72 درصد محاسبه شد.

Zr4+ doped TiO2 was synthesized via hydrothermal technique using TiCl4 and Zr(NO3)4. as raw materials. Characterization of the product was carried out by means of XRD, XRF, SEM, EDX, UV-Vis, BET-BJH analyses. The results of analyses showed that synthesized material was composed of 8% Zr4+ and existence of anatase phase of TiO2 beside ZrO2 was confirmed. The band gap of the mater estimated to be 2.48 eV also its specific surface area and average pore diameter calculated to be and 78.75 m2/g and 2.31 nm, respectively. Photocatalytic properties of the synthesized nanocatalyst and commercial TiO2 (Degussa P25) were compared for degradation of congo red azo dye in UV and Vis lights irradiation. In comparison to Degussa TiO2, Zr4+ doped TiO2 showed superior photocatalytic efficiency towards the removal dye in visible light so that, decolorization efficiency using Zr4+ doped TiO2 during 110 minute calculated to be 72%.