بهبود عملکرد فوتوکاتالیستی نانوذرات اکسید روی توسط پلاسمای فشار اتمسفری غیرحرارتی

در این تحقیق، از پلاسما به عنوان یک روش ساده، خیلی سریع با مصرف انرژی پایین و کارامد برای اصلاح نانوذارت اکسید روی به منظور بهبود عملکرد فوتوکاتالیستی آنها استفاده شده است. اکسید روی از جمله فوتوکاتالیست­های موثر در از بین بردن آلاینده­های رنگزای آلی به شمار می­آید. هدف از اصلاح فوتوکاتالیست اکسید روی، کاهش گاف باند و در نتیجه افزایش عملکرد فوتوکاتالیستی آن در محدوده نور مرئی است. برای تهیه نانوذرات اکسید روی آلاییده شده با نیتروژن (N doped-ZnO)، نانوذرات اکسید روی در محلول ملامین به عنوان پیش ماده نیتروژن به صورت تعلیق درآمده و سپس تحت تیمار پلاسمای غیر حرارتی فشار اتمسفری قرار گرفتند. غلظت­های متفاوتی از محلول ملامین و زمان­های مختلفی از پلاسما برای انجام بهینه فرایند آلاییدن نیتروژن به ساختار اکسید روی در نظر گرفته شدند. خصوصیات فوتوکاتالیست اکسید روی خالص و اکسید روی آلاییده شده با نیتروژن توسط تحلیل های XRD، FESEM، EDX، BET، DRS و PL مورد بررسی قرار گرفتند. آزمون فعالیت فوتوکاتالیستی توسط نانوذرات اکسید روی خالص و نمونه­های تیمار شده با پلاسما در تخریب فوتوکاتالیستی آلاینده رنگزای متیلن بلو انجام شد. میزان تخریب متیلن بلو توسط اکسید روی خالص، ۷/۷۱ درصد به دست آمد. با اعمال پلاسما به مدت ۵ دقیقه به نانوذرات اکسید روی با غلظت ۵۰۰ میلی­گرم بر لیتر از محلول ملامین، بازده حذف به ۹۰ درصد افزایش یافت. با توجه به نتایج به دست آمده مشاهده می­شود که اعمال پلاسما موفق به انجام فرایند آلاییدن نیتروژن به ساختار اکسید روی و باعث بهبود عملکرد فوتوکاتالیستی آن شده است.