سنتز و اصلاح نانوبلورهاي كربن نيتريد گرافيتي (g-C3N4) و كاربرد آن در حذف فتوكاتاليزوري آلاينده دارويي

Synthesis and modification of g-C3N4 nanocrystals and application of them on the photocatalytic removal of pharmaceutical pollutants

در تحقيق حاضر نانو ذرات كربن نيتريد گرافيتي (g-C3N4) به روش تخريب حرارتي ملامين اصلاح شده با اسيد استيك سنتز گرديد و ويژگي نانوذرات سنتزي توسط آناليزهاي XRD و FT-IR تعيين شد. نانوبلورهاي سنتزي براي حذف فتوكاتاليزوري آلاينده دارويي ديكلوفناك مورد استفاده قرار گرفت. آناليز XRD تشكيل ساختار بلوري g-C3N4 را تائيد كرد و ميانگين اندازه بلور مطابق با رابطه دباي-شرر براي نمونه­هاي اصلاح شده و اصلاح نشده به ترتيب ۹ و10 نانومتر محاسبه شد. آناليز FTIR نمونه­هاي سنتزي وجود پيوندهاي كربن – نيتروژن را در فوتوكاتاليست­هاي سنتزي نشان داد. نانوذرات سنتزي فعاليت فوتوكاتاليزوري خوبي در حذف آلاينده ديكلوفناك داشت. اثر غلظت­هاي مختلف اسيد استيك در اصلاح نانوذرات سنتزي و نيز غلظت­هاي مختلف آلاينده ديكلوفناك و دوزهاي مختلف نانوذرات سنتزي در حذف فوتوكاتاليزوري ديكلوفناك بررسي شد. نتايج نشان داد، نانو ذرات سنتزي اصلاح شده با اسيد استيك M 25/0فعاليت فتوكاتاليزوري بيشتري داشت. اثر غلظت اوليه ديكلوفناك و دوز نانوكاتاليزورهاي سنتزي در راندمان حذف فتوكاتاليزوري ديكلوفناك داراي شرايط بهينه بود و در شرايط بهينه در غلظت اوليه ppm۴۰ ديكلوفناك و مقدار كاتاليزور g/L 5/1در مدت۹۰ دقيقه 3/82 درصد از ديكلوفناك حذف شد.

Herein, graphitic carbon nitride (g-C3N4) nanoparticles were synthesized by thermal decomposition of treated melamine with acetic acid and were characterized by X-ray diffraction (XRD) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR). The prepared nanocrystals were used to photocatalytic removal of Diclofenac as a pharmaceutical pollutant. The crystal structure of the nanoparticles was confirmed by XRD and the average crystalline size of the modified and unmodified g-C3N4, was calculated by Debye-Scherrer equation about 9 and 10 nm, respectively. The FT-IR confirmed the presence of C-N groups in the synthesized photocatalysts. The prepared g-C3N4 nanoparticles exhibited a remarkable photocatalytic activity in the removal of Diclofenac. The effect of acetic acid concentration on the nanoparticles modification, Diclofenac concentration and catalyst dosage was investigated on the photocatalytic removal efficiency of Diclofenac. The results show that the nanoparticles that modified by 0.25 mol/L acetic acid were demonstrated high photocatalytic activity. The Diclofenac concentration and catalyst dosage had optimum condition and the removal efficiency of 82.3% within 90 min of irradiation time was observed for an initial concentration of 40 mg/L Diclofenac and 1.5 g/L of catalyst under the optimum condition.