سنتز و بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت تیتانیا-زیرکونیا به روش سل-ژل

فوتوکاتالیست های نامتجانس بر پایه دی اکسید تیتانیوم جهت تصفیه آب مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته اند. بعضی تحقیقات نشان داد آلاییدن دی اکسید تیتانیوم با دی اکسید زیرکونیوم با فاز های تتراگونال و مونوکلونیک زیرکونیوم فعالیت فوتوکاتالیستی آن را افزایش می دهد. اما تحقیقات کمی درباره تاثیر فاز مکعبی دی اکسید زیرکونیوم بر فعالیت فوتوکاتالیستی دی اکسید زیرکونیوم انجام شده است. در این پژوهش، حذف رنگ متیلن آبی در حضور نور UV بوسیله نانو کامپوزیت − آناتاز TiO2 مکعبی ZrO 2 مورد بررسی قرار گرفت. نانو کامپوزیت تیتانیا- زیرکونیا به روش سل-ژل در دمای 700 درجه سانتی گراد سنتز شد. آنالیز XRD نشان داد کامپوزیت حاصل ترکیبی از فاز مکعبی ZrO 2 و آناتاز TiO2 می باشد. اندازه میانگین بلورک ها با استفاده از فرمول شرر 13 نانومتر برآورد شد. افزودن زیرکونیوم مانع از انتقال فازآناتاز به روتایل تیتانیوم دی اکسید و موجب پایداری این فاز می شود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری TEM علاوه بر یکنواختی نانو کامپوزیت اندازه نانو ذرات را کمتر از 100 نانومتر نشان می دهد. تحلیل طیف تبدیل فوریه فروسرخ FT-IR در گستره 400 تا 4000 بر سانتی متر نشان داد که کامپوزیت بدون داشتن ترکیبات آلی اضافی شکل رفته است و همچنین نتایج طیف پراش پرتو ایکس را تایید میکند. فعالیت فوتو کاتالیستی کامپوزیت سنتز شده در حذف رنگ متیلن آبی با غلظت ppm 10 با اندازه گیری طیف UV-Vis مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آن نشان داد که این کامپوزیت بعد از 135 دقیقه تابش نور UV قادر به حذف 86/5% رنگ متیلن آبی می باشد.