سنتز نانوكامپوزيت¬هاي جديد بر پايه تركيبات بيوچار و پليمرهاي آلي جهت حذف آلاينده¬هاي آلي از محيط زيست

1402/10/16

چكيده اين مطالعه بر توسعه نانوكامپوزيت‌هاي نوين براي حذف مؤثر آلاينده‌هاي آلي از محيط¬زيست تمركز دارد. پژوهش حاضر به سنتز مشتقات اصلاح‌شده بيوچار و تركيب آن‌ها با پليمرهاي آلي به منظور ايجاد مواد هيبريدي با قابليت بالا در حذف آلودگي‌هاي آلي مي‌پردازد. به اين ترتيب، مشتقات بيوچار با گروه‌هاي عاملي اكسيژن‌دار مانند هيدروكسيل و كربوكسيليك اسيد، و همچنين اصلاح‌شده با گوگرد سنتز و سپس با نانو مواد و تركيبات پليمري براي بهبود عملكرد كاتاليستي در حذف آلاينده‌هاي آلي تركيب شدند. بنابراين، در اين تحقيق، سه نوع كامپوزيت شامل سولفيد تنگستن/ سولفيد بيسموت/ هيدروچار (Bi2S3/WS2/HTC)، سولفيد تنگستن-هيدروچار اصلاح‌شده با گوگرد (HTC-S-doped/WS2) و هيدروچار اصلاح‌شده با گوگرد-پلي‌پيرول (HTC-S-doped/PPy) با نسبت‌هاي مولي متفاوت و به روش‌هاي ساده و اقتصادي سنتز گرديد. شناسايي كامپوزيت‌هاي سنتز شده با استفاده از روش‌هاي مختلف طيف‌سنجي شامل تبديل فوريه مادون قرمز (FT-IR)، پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي و عبوري (SEM &TEM)، ، پراكندگي انرژي اشعه ايكس (EDS)، طيف‌سنجي فتولومينسانس (PL) و طيف‌سنجي بازتابي (DRS) انجام شد. عملكرد كاتاليستي اين كامپوزيت‌ها در حذف رنگ رومين بي مورد آزمون قرار گرفت. نتايج آزمايش‌ها نشان داد كه اين كامپوزيت‌ها در تخريب رنگ رومين بي¬كارايي بالايي دارند و قابليت استفاده مجدد در چندين چرخه را نيز نشان دادند. همچنين، نتايج تحقيق بيانگر اين است كه كامپوزيت‌ها به‌صورت جذبي و فوتوكاتاليستي در حذف آلودگي‌هاي آلي عمل مي‌كنند. اين پژوهش پتانسيل تركيبات سنتز شده را به عنوان راه حلي پايدار و مؤثر براي مقابله با چالش‌هاي آلودگي زيست‌محيطي برجسته مي‌كند. كلمات كليدي: مشتقات بيوچار، سولفيد بيسموت، سولفيد تنگستن، رودامين بي، پلي پيرول Abstract: This study focuses on the development of novel nanocomposites for the effective removal of organic pollutants from the environment. The present research involves the synthesis of modified biochar derivatives and their combination with organic polymers to create hybrid materials with high capability for removing organic pollutants. Accordingly, biochar derivatives were synthesized with oxygen-containing functional groups such as hydroxyl and carboxylic acid, as well as modified with sulfur, and then combined with nanomaterials and polymeric compounds to enhance catalytic performance in the removal of organic pollutants. In this research, three types of composites were synthesized, including tungsten sulfide/bismuth sulfide/hydrochar (Bi2S3/WS2/HTC), sulfur-modified hydrochar/ tungsten sulfide (HTC-S-doped/WS2), and sulfur-modified hydrochar/polypyrrole (HTC-S-doped/PPy) in varying molar ratios using simple and cost-effective methods. The characterization of the synthesized composites was performed using various techniques, including Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), photoluminescence spectroscopy (PL), and diffuse reflectance spectroscopy (DRS). The catalytic performance of these composites was tested for the removal of the rhodamine B dye. The results of the experiments indicated that these composites have high efficiency in degrading rhodamine B and demonstrate the ability to be reused in multiple cycles. Furthermore, the findings suggest that composites operate through both adsorption and photocatalytic mechanisms in removing organic pollutants. This research highlights the potential of synthesized compounds as a sustainable and effective solution to address the challenges of environmental pollution. Keywords: Biochar derivatives, Bismuth sulfide, Tungsten sulfide, Rhodamine B,Polypyrrole

234542

دانشگاه جيرفت

دكتر سليمه عبدي نسب

دكتر محبوبه زاهدي¬فر دكتر ندا سيدي