تثبيت نانوكامپوزيت ZnO-TiO2 بر روي‌ بستر آلومينيومي و كاربرد آن‌ها در حذف فتوكاتاليزوري آلاينده‌ آلي رنگزا

Immobilization of ZnO-TiO2 nanocomposite on the Aluminum substrate and application of them in the photocatalytic removal of organic dye pollutants

دراين كار پژوهشي، نانوكامپوزيت ZnO-TiO2 به روش رسوب‌دهي الكتروفورتيك (EPD) بر روي بسترهاي آلومينيومي تثبيت شد و بسترهاي كاتاليستي تهيه شده توسط ميكروسكوپ‌هاي نوري و الكترون روبشي (SEM) مورد بررسي قرار گرفت. پوشش‌هاي حاوي نانوكامپوزيتZnO-TiO2 براي حذف فتوكاتاليزوري آلاينده رنگزاي اسيد آبي 9 (AB9) مورد ارزيابي قرار گرفت. تصاوير ميكروسكوپ نوري بيانگر تثبيت يكنواخت نانوذرات و نانوكامپوزيت‌ها بر روي بستر آلومينيومي بود و در مورد بسترهاي نانوكامپوزيتي ساختارهاي متخلخل در پوشش‌دهي مشاهده گرديد. همچنين تصاوير SEM از سطح مقطع بسترها، تثبيت لايه نازك از نانوكامپوزيت‌ها با ضخامت تقريبي 4 ميكرومتري را بروي بستر آلومينيومي نشان داد. نتايج نشان داد كه در پوشش‌هاي نانوكامپوزيتي ميزان كاتاليست‌هاي تثبيت شده در شرايط يكسان به مراتب بيشتر از نانوذرات منفرد بود، بطوري‌كه بيشترين مقدار تثبيت در شرايط يكسان مربوط به نانوكامپوزيت ZnO-TiO2 با 75% وزني ZnO بود. ارزيابي فعاليت فتوكاتاليزوري پوشش‌هاي تهيه شده نشان داد كه راندمان حذف فتوكاتاليزوري پوشش‌هاي حاوي نانوكامپوزيتZnO-TiO2 به مراتب بيشتر از پوشش‌هاي حاوي نانو ذرات منفرد ZnO و TiO2 بود و بيشترين ميزان حذف فتوكاتاليزوري آلاينده رنگزاي AB9 براي پوشش نانوكامپوزيت ZnO/TiO2 با 50% وزني ZnO بود.

In this research, ZnO-TiO2 nanocomposites were immobilized on the Aluminum substrates by electrophoretic deposition (EPD) method, and the prepared catalytic substrates were characterized via optical and scanning electron microscope (SEM). The prepared substrates of ZnO-TiO2 nanocomposite were used for photocatalytic removal of Acid Blue 9 (AB9) dye solution. The optical microscopic images of prepared substrates showed the uniform stabilization of nanoparticles, and nanocomposites on the Aluminum surface and the porous structures were observed on the surface of nanocomposite substrates. In addition, the cross-sectional SEM images of the immobilized substrates showed a thin layer of nanocomposites on the substrate with an approximate thickness of 4 micrometers on the Aluminum surface. The results showed that, at the same condition the amount of immobilized catalysts on the Aluminum substrate for nanocomposites were higher than the single nanoparticles, and the highest amount of immobilization was observed in the Aluminum substrate containing ZnO-TiO2 nanocomposite with 75% by weight of ZnO. Also, The photocatalytic activity of the immobilized substrates showed that the photocatalytic removal efficiency of the Aluminum substrates containing ZnO-TiO2 nanocomposites were higher than the individual ZnO and TiO2 nanoparticles, and the highest amount of photocatalytic removal efficiency of AB9 dye solution were observed in the Aluminum substrate containing ZnO-TiO2 nanocomposite with 50% by weight of ZnO.