حذف فوتوكاتاليستي آلاينده قرمز بازي توسط TiNi2O4 و TiMn2O4 بارگذاري شده با گرافن تحت تشعشع نور مرئي

در دسترس بودن آب سالم و پاك يكي از مهم‌ترين مسائل پيش روي بشر مي‌باشد. مواد رنگزاي سنتزي به طور گسترده در بسياري از صنايع استفاده مي شود و بسياري از رنگ ها به دليل داشتن ساختمان آروماتيكي، در برابر تجزيه بيولوژيكي مقاوم هستند، بنابراين تصفيه پساب هاي رنگي قبل از تخليه آن‌ها به محيط زيست ضروري است. يكي از روشهاي مؤثر در حذف آلاينده ها از فاضلاب ها، روش اكسايش فوتوكاتاليزوري است. طي فرآيند اكسايش فوتوكاتاليزوري مواد آلاينده موجود در آب در اثر تابش نور و در حضور كاتاليزورهاي نيمه‌رسانا به دي اكسيدكربن و آب و يا ساير مواد بي ضرر تجزيه مي شوند]1[. اكسيدهاي فلزي مختلط كارايي بالايي را در فرآيند اكسايش فوتوكاتاليزوري از خود نشان داده اند ]2[. در كار پژوهشي حاضر ابتدا اسپينل هاي TiNi2O4 و TiMn2O4 به روش سل-ژل با استفاده از اسيد سيتريك به عنوان عامل كمپلكس ساز سنتز شده و سپس بر روي گرافن(G) با روش تلقيح بارگذاري شدند. فعاليت فوتوكاتاليستي اين اسپينل ها و اسپينل هاي بارگذاري شده با گرافن (TiNi2O4/G و/G TiMn2O4) در فرايند حذف آلاينده قرمز بازي تحت تشعشع نور مرئي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه فعاليت فوتوكاتاليستي اسپينل ها در اثر بارگذاري گرافن به مقدار زيادي افزايش مي يابد و در نهايت 60 درصد رنگ قرمز بازي تحت تشعشع نور مرئي حذف شد. گرافن به عنوان پذيرنده و انتقال دهنده الكترون عمل كرده و موجب تفكيك بهتر حامل هاي بار مي شود و در نتيجه عملكرد فوتوكاتاليستي افزايش مي يابد ]3[. ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي اسپينل ها و اسپينل هاي بارگذاري شده با گرافن با استفاده از پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)و طيف سنجي بازتابشي انتشاري (DRS) بررسي شد. طيف هاي XRD نشان داد كه در اثر بارگذاري گرافن ساختار اسپينل تغيير نمي كند و تصاويرSEM نيز نشان دادند كه ذرات اسپينل روي گرافن به خوبي پخش شده و در نتيجه سطح ويژه افزايش مي يابد. طيف هاي بازتابشي انتشاري TiNi2O4/G و TiMn2O4/G جذب قوي را در ناحيه مرئي نشان دادند. در واقع در اثر بارگذاري گرافن شدت جذب در ناحيه مرئي به طور قابل ملاحظه اي افزايش مي يابد و اين باعث افزايش فعاليت فوتوكاتاليست مي شود.