سنتز، مشخصه يابي و تست راندمان نانو فتوكاتاليست ناهمگن Ag3PO4/TiO2 در حذف فرمالدئيد گازي به‌ عنوان يك سرطان‌زاي شغلي

Synthesis, Characterization, and Efficiency Testing of Ag3PO4/TiO2 Heterogeneous Nano-Photocatalyst in Removing Gaseous Formaldehyde as an Occupational Carcinogen

مقدمه: رشد سريع جمعيت و صنعتي شدن باعث افزايش روزافزون آلاينده‌هاي شيميايي شده است. فرمالدئيد به دليل توزيع گسترده در هوا و ماهيت بسيار سمي آن، يكي از رايج‌ترين و شناخته‌شده‌ترين آلاينده‌هاي هوا مي‌باشد. نتايج برخي مطالعات نشان مي‌دهد كه مواجهه كاركنان، هم در محيط‌هاي صنعتي و هم در محيط‌هاي بيمارستاني و آزمايشگاهي بيش‌ازحد مجاز مواجهه مي‌باشد؛ بنابراين وجود يك سيستم كنترلي مناسب براي كاهش ميزان مواجهه كاركنان ضروري است. لذا اين مطالعه با هدف سنتز و مشخصه يابي نانوفتوكاتاليست ناهمگن Ag3PO4/TiO2 و بررسي كارايي اين فتوكاتاليست در حذف فرمالدئيد گازي انجام شد. روش كار: از روش ترسيب درجا براي سنتز نانوكامپوريت Ag3PO4/TiO2 استفاده شد. خواص ساختاري و مورفولوژي فتوكاتاليست سنتز شده با استفاده از آناليزهاي پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف‌سنجي جذبي مرئي-فرابنفش و آناليز مساحت ويژه سطح (BET) تعيين گرديد. تست راندمان تخريب فتوكاتاليست ناهمگن سنتز شده بر روي فرمالدئيد گازي با استفاده از يك فتوراكتور استاتيك 3/2 ليتري انجام گرفت. يافته ها: طيف جذبي UV-Vis نمونهAg3PO4/TiO2 سنتز شده به‌طور قابل‌توجهي در مقايسه با TiO2 به ناحيه نور مرئي گسترش پيدا كرده است. باند گپ نانوكامپوزيت سنتز شده eV 2/3 محاسبه شد. تصاوير SEM نشان داد كه اندازه متوسط ذرات نانوكامپوزيت حدود 102 نانومتر مي‌باشد. نتايج تست راندمان تخريب نشان داد كه 63% فرمالدئيد موجود در داخل فتوراكتور تحت تابش نور مرئي پس از 90 دقيقه به‌وسيله فتوكاتاليست Ag3PO4/TiO2 حذف شده است. نتيجه گيري: روش سنتز به كار گرفته‌شده در اين مطالعه جهت سنتز نانوكامپوزيت Ag3PO4/TiO2 با توجه به آناليزهاي انجام‌گرفته بسيار كارآمد و مناسب بود. فتوكاتاليست Ag3PO4/TiO2 عملكرد مناسبي تحت تابش نور مرئي داشت و از آن مي‌توان در سيستم‌هاي كنترل آلاينده استفاده نمود.

Introduction: Rapid population growth and industrialization have increased chemical pollutants. Some studies show that employee exposure to formaldehyde in industrial places, hospitals, and laboratory settings is more than the allowed limits. Therefore, it is necessary to implement a proper control system to reduce this exposure. This study aimed to synthesize Ag3PO4/TiO2 nanocomposite, determine its morphological and structural characteristics, and test the degradation efficiency of this photocatalyst on formaldehyde. Material and Methods: Ag3PO4/TiO2 composites were synthesized via an in-situ precipitation method. The physicochemical, morphological, and optical properties of the synthesized sample were investigated by employing the BET method, X-ray diffraction (XRD), UV–visible absorption spectroscopy, and scanning electron microscopy (SEM). The photocatalyst degradation efficiency test was performed on gaseous formaldehyde in a 3.2-liter photoreactor under visible light radiation. Results: The UV–Vis absorption spectrum of the Ag3PO4/TiO2 sample noticeably shifted to the visible light region compared to that of the TiO2. The bandgap energy of the nanocomposite was 2.3 eV. The SEM image demonstrated that the average particle size of the nanocomposite was about 102 nm. The result of the degradation efficiency tests revealed that 63% of the formaldehyde was removed under visible light irradiation after 90 minutes by the Ag3PO4/TiO2 photocatalyst. Conclusion: The adopted synthesis method adopted was highly efficient and appropriate for the synthesis of Ag3PO4/TiO2 nanocomposite according to the analyses. The Ag3PO4/TiO2 photocatalyst performed well under visible light radiation and could be used in pollution control systems.