تخریب فوتوکاتالیستی ماده رنگزاي آرسنازو (III) به وسیله نقاط کوانتومی گرافن تحت نور مرئی



نشریه: سال يازدهم - شماره سوم- پاييز 1396 - مقاله 2   صفحات :  163 تا 172



کد مقاله:
JCST-16-10-2016-1681

مولفین:
محمود روشنی: دانشگاه ایلام - دانشكده علوم پايه، گروه شيمي
مهین صادقی: دانشگاه ايلام - دانشكده علوم پايه، گروه شيمي


چکیده مقاله:

در این مطالعه از نقاط کوانتومی گرافن (GQDs) به عنوان نانو مواد جدید و بسیار کارآمد برای تخریب ماده رنگزاي آرسنازو تحت نور مرئی استفاده شده است. سنتز نقاط کوانتومی گرافن با روش پیرولیز انجام شد و جهت بررسی GQDs تهیه شده، از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و طیف جذبی مرئی- فرابنفش استفاده شد. تاثیر برخی عوامل تجربی مانند pH محلول ماده رنگزا، زمان تماس، غلظت ماده رنگزاي آرسنازو (III) و مقدار نقاط کوانتومی بر بازده تخريب ماده رنگزا مورد مطالعه قرار گرفته و بهینه گردید. در شرایط بهینه شامل 4pH=، زمان تماس 120 دقیقه، غلظت ماده رنگزا 45 میلی‌گرم بر لیتر و در حضور 600 میکرولیتر GQDs، بازده حذف ماده رنگزا بیش از 90 درصد مشاهده شد. به طور کلی، GQDs عملکرد خوبی در حذف ماده رنگزا داشت. در نهایت مدل سنیتیکی برای ماده رنگزای آرسنازو (III) در حضور نقاط کوانتومی GQDs مورد بحث قرار گرفت و سازوكار احتمالی تخریب فوتوکاتالیستی تحت نور مرئی بررسی گردید.


Article's English abstract:

The first report of Graphene Quantum Dots (GQDs) as novel and highly efficient nano materials for degradation of Arsenazo(III) dye under visible light, is presented here. Preparation of GQDs was carried out by pyrolyzing method. The transition electron microscopy (TEM) and UV–Vis spectroscopy were used for characterizing the GQDs. Effect of the experimental parameters such as pH of dye solution, contact time, concentration of Arsenazo (III) dye and amount of GQDs on the degradation efficiency of dye were studied. The removal efficiency in optimum conditions including pH=4 contact time=120 minutes, the concentration of dye= 45 mg.L-1 and in presence 600 µL GQDs, was observed More than 90%. In general, GQDs had a good performance in dye removal. Finally, the kinetic model for degradation of Arsenazo (III) in the presence of GQDs was discussed. The possible mechanism of visible light photocatalytic degradation is also proposed.


کلید واژگان:
ماده رنگزاي آرسنازو (III)، نقاط کوانتومی گرافن، مدل سینیتیکی، تخریب فوتوکاتالیستی.

English Keywords:
Arsenazo (III) dye, Graphene quantum dots, Kinetic model, Photocatalytic degradation.

منابع:
8. ر. انصاري، هـ . فلاح معافي، ن. نعمتي منجيلي، ع. فلاح دلاور، سنتز نانوذرات آهن (III) اکسید و نانو کامپوزیت آن برای ماده رنگ‌بری. نشريه علمي پژوهشي علوم و فناوري رنگ. (1394)9، 286-273. 9. م. محمدي‌زاده، ح. گنجي‌دوست، ب. آيتي، تعیین شرایط بهینه حذف ماده رنگزا توسط نانوکامپوزیت پلی‌آنیلین/گرافن تحت تابش نور مرئی. نشريه علمي پژوهشي علوم و فناوري رنگ، (1395)10، 42-31. 11. م. روشني، م. مأوايي، سنتز، شناسایی ساختاری و ارزیابی فعالیت كاتاليزور نوري نقاط کوانتومی CdTe با فعال‌سازی به وسیله نور مرئی برای تخریب و رنگ‌زدایی كاتاليزور نوري آلاینده‌های آلی. نشريه علمي پژوهشي علوم و فناوري رنگ. (1395)10، 127-117.

English References:
1. Gh. Ghanizade, GH. Askari. Removal of methylene blue using of wastwater synthetic bone ash. Health. Environ. 2 (2010), 104-113. 2. M. Shamsipur, H. R. Rajabi, Study of photocatalytic activity of ZnS quantum dots as efficient nanoparticles for removal of methyl violet: Effect of ferric ion doping. Spectrochim Acta Part A. 122 (2014) 260–267. 3. R. Juanga, S. Lin, P.Y. Hsueh, Removal of binary azo dyes from water by UV-irradiated degradation in TiO2 suspensions. J. Hazard. Mater. 182 (2010), 820-826. 4. M. R Yazdanbakhsh, Giahi. M, Synthesis and solvatochromic properties of some new disperse azo dyes derived from 2-anilinoethanol. J. Mol. Liq. 144 (2009), 145-148. 5. A. K. Gupta, A. Pal, C. Sahoo, Photocatalytic degradation of a mixture of crystal violet (basic violet 3) and methyl red dye in aqueous suspensions using Ag+ doped TiO2. Dyes Pigments. 69 (2006), 224-232. 6. X. Li, D. Wang, G. Cheng, Q. Luo, J. An, Y. Wang, Preparation of polyaniline- modified TiO2 nanoparticles and their photocatalytic activity under visible light illumination. Appl. Catal. B. 81(2008), 267-273. 7. W. Zhuyi, C. Cheng, W. Fengqing, B. Zou, Z. Meng, W. Jinxing, F.Caihui, Photodegradation of rhodamine B under visible light by bimetal codoped TiO2nanocrystals. J. Hazard. Mater. 164(2009), 615-62010. Z. Gan, H. Xu, Y. Hao, Mechanism for excitation-dependent photoluminescence from graphene quantum dots and other graphene oxide derivates: Consensus, debates and challenges. Nanoscale, 14 (2016) 7794-807. 12. H. Razmi, R. Mohammad-Rezaei. Graphene quantum dots as a new substrate for immobilization and direct electrochemistry of glucose oxidase: Application to sensitive glucose determination. Biosene. Bioelectron 41 (2013) 498-504. 13. H. Minti, M. Eyal, R. Reisfeld, G. Berkovic, Quantum dots of cadmium sulfide thin glass films prepared by sol-gel technique. Chem. Phys. Lett. 183 (1991), 277-282. 14. L. E. Brus, Electron?electron and electron?hole interactions in small semiconductor crystallites: The size dependence of the lowest excited electronic state. J. Chim. Phys. 79 (1983) 5566?5571. 15. N. Fairooz, F. Jassim Hassam, A. Habeeb. Photocatalytic Degradation of Arsenazo as a Model Compound. Nat. J. Chem. 19 (2005), 397- 404. 16. K. Kamali, F. Taghizadeh, M. Ghaedi, E. Sharifpour, R. Sahraie, M.K. Purkait. Comparison of nickel and/or zinc selenide nanoparticle loaded on activated carbon as efficient adsorbents for kinetic and equilibrium study of removal of Arsenazo (???) dye. Powder. Technol. 245 (2013), 217-226. 17. M. Roushani, M. Mavaei, H. R. Rajabi, Graphene quantum dots as novel and green nano-materials for the visible-light-driven photocatalytic degradation of cationic dye. J. Mol. Catal. A: Chem. 409 (2015) 102-109 18. X. Wang, J. Fan, D. Li, Effect of modified graphene quantum dots on photocatalytic degradation property. Diam. Relat. Mater, 69(2016), 81–85. 19. Y. Dong, J. Shao, C. Congqiang, H. Li, R. Wang. Y. Chi, X. Lin, Guonan Chen. Blue luminescent graphene quantum dots and grapheme oxide prepared by tuning the carbonization degree of citric acid. CARBON. 50 (2012) 4738–4743 20. X. Yan, X. Cui, B. Li, L. Li, Large, Solution-Processable Graphene Quantum Dots as Light Absorbers for Photovoltaics. Large, Nano Lett. 10 (2010) 1869-1873. 21. B. Konkena, S.Vasudeva, Understanding aqueous dispersibility of graphene oxide and reduced graphene oxide through p K a measurements. J. Phys. Chem. Lett. 3 (2012) 867-872. 22. H.R. Rajabi, M. Farsi, Effect of transition metal ion doping on the photocatalytic activity of ZnS quantum dots: Synthesis, characterization, and application for dye decolorization. J. Mol. Catal. A: Chem. 399 (2015) 53-61. 23. I. N. Levine, Physical Chemistry, 5th Ed. Boston McGraw Hill. (2002), 774-775. 24. L. Luo, A. T. Cooper, F. Maohong, Preparation and application of nanoglued binary titania- silica aerogel. J. Hazard. Mater. 161 (2009), 175-182. 25. S. Qourzal, N. Barka, M. Tamimi, A. Assabbane, A. Nounah. Ihlal and Y. Ait-Ichou, Sol-gel synthesis of TiO2-SiO2 photocatalyst forb-naphthol photoderadation. Mater. Sci. Eng.C. 29 (2009), 1616-1620. 26. H. Al-Ekabi, N. Serpone, Kinetics studies in heterogeneous photocatalysis. I. Photocatalytic degradation of chlorinated phenols in aerated aqueous solutions over titania supported on a glass matrix. J. Phys. Chem. 92(1988), 5726–5731 27. S. E. Braslavsky, Glossary of terms used in photochemistry Edition (IUPAC Recommendations 2006). Pure Appl. Chem. 79 (2007), 293-465. 28. J. Marugun, V. R. Grieken, A E. Cassano, O. Alfano, Intrinsic kinetic modeling with explicit radiation absorption effects of the photocatalytic oxidation of cyanide with TiO2 and silica-supported TiO2 suspensions. Appl. Catal B: Environ. 48(2008), 60-85. 29. R. Vinu, G. Madras, Kinetics of simultaneous photocatalytic degradation of phenolic compounds and reduction of metal ions with nano-TiO2. Environ. Sci. Technol. 42(2007), 913-919.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 1740
تعداد دریافت فایل مقاله : 26

ورود به سامانه نشریه
شناسنامه ی نشریه
صاحب امتياز:
موسسه پژوهشي
علوم و فناوري رنگ و پوشش
مدير مسوول:
پروفسور زهرا رنجبر
سردبير:
پروفسور زهرا رنجبر
مدير اجرايي:
دکتر فرهاد عامري
شاپا چاپي:
8779 - 1735
شاپا الکترونيکي:
2169 - 2383
دسترسی سریع
آخرین شماره های نشریه
آمارهای وبگاه
تعداد بازدید:1,741

کاربران حاضر:79