تحضير وتوصيف المتراكب النانوي (/Al2O3 (MoFe2O4 كمحفز ضوئي لتكسير صبغة القرمزي النيلي

رسالة ماجستير

اسم الباحث : محمد علي حميد

اسم المشرف : أ. د. لمى مجيد احمد

الكلمات المفتاحية :

الكلية : كلية العلوم

الاختصاص : علوم الكيمياء

سنة نشر البحث : 2024

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

الخلاصة

يتكون هذا العمل من ثلاثة أجزاء رئيسية: الجزء الأول يوضح تصنيع جسيمات الإسبنيل الموليبدينوم – أكاسيد الحديديك النانوية (MoFe2O4) بالطريقة الحرارية المائية باستخدام نوعين من كبريتات دوديسيل الصوديوم (SDS) ذات الفاعلية السطحية الأنيونية والكاتيونية للسيتراميد (CT). كقالب ومثبت. تم تحضير المركبات النانوية الموليبدينوم-أكاسيد الحديديك-الألومينا (MoFe2O4/Al2O3) من خلال دمج الإسبنيل MoFe2O4 مع المخلقه Al2O3 بتقنية الموجات فوق الصوتية، وهي تقنية بسيطة وسريعة ومفيدة بيئياً.
يتضمن الجزء الثاني توصيف MoFe2O4 المحضر، والمخلقة Al2O3، وكمركبات نانوية، باستخدام تقنيات FT-IR وXRD و SEM-EDX. أظهر أطياف FT-IR مواقع رباعي السطوح وثماني السطوح للموليبدينوم والحديد لجميع المحفزات المحضرة. أكد تحليل XRD أن الإسبنيل MoFe2O4 والمخلقة Al2O3 ومركباته النانوية قد تم تحضيرها بنجاح على أساس أحجام نانوية تبلغ 23.83 نانومتر و43.44 نانومتر و47.84 نانومتر في وجود الخافض للتوتر السطحي الأنيونيSDS و23.97 نانومتر و47.41 نانومتر في وجود الخافض للتوتر السطحي الكاتيونية. ، على التوالى.
أشار تحليل SEM إلى أن شكل الإسبنيل MoFe2O4 المحضر في وجود مادة خافضة للتوتر السطحي أنيونية SDS وجد أنه يشبه الكافيار، وأشكال Al2O3 وMoFe2O4 عبارة عن خلايا دماغية كروية وحبيبات متشابهة، في حين أن الأشكال عبارة عن صفائح نانوية. والجسيمات النانوية المشابهة للفشار في وجود الخافض للتوتر السطحي المقطعي. كما تم إظهار وجود العناصر Fe, Mo, Al, O في العينات المنتجة بواسطة أطياف EDX. توضح فجوات النطاق (Bg) المحددة من معادلة Tauc أن جميع المحفزات عبارة عن محفزات ضوئية وأن MoFe2O4 بها فجوة نطاق مباشرة، لكن المخلقة Al2O3 والمركبات النانوية لها فجوات نطاق غير مباشرة بقيم 2.78 فولت و4.44 فولت و4.05 فولت على التوالي. ، وتم العثور على جسيمات الإسبنيل MoFe2O4 النانوية في وجود الخافض للتوتر السطحي الكاتيوني ومركباتها النانوية مع الألومينا بـ 2.78 و 4.05 فولت.
تم تحديد الرقم الهيدروجيني لنقطة الشحن الصفري (pHpzc) لجميع العينات التي تم العثور عليها لجميع المحفزات الضوئية في وجود SDS، ووجد أن الفاعل بالسطح الكاتيوني المحسوب أقل من الرقم الهيدروجيني الأولي. إن العوائد الكمومية (Φ) لإزالة تلوين صبغ IC باستخدام المحفزات الضوئية المدروسة منخفضة.
يركز الجزء الثالث على قدرة وتقييم فعالية MoFe2O4 وAl2O3 ومركباتها النانوية على إزالة تلوين صبغة IC القرمزي النيلي. تم توضيح تأثير العوامل المختلفة على إزالة اللون الضوئي لصبغة IC القرمزي النيلي باستخدام المحفزات الضوئية في وجود SDS ، CTالسطحي. درجة الحرارة ودرجة الحموضة الأولية هما اثنان من هذه المعلمات.
تم حساب المعلمات الديناميكية الحرارية باستخدام معادلة Eyring-Polanyi ومعادلة Arrhenius ومعادلة Gibbs مما يثبت أن التفاعل الضوئي هذا هو تفاعل طارد للحرارة وغير عفوي وأقل عشوائية باستخدام MoFe2O4 وAl2O3 والمركبات النانوية في وجود CT- الخافض للتوتر السطحي بينما باستخدام MoFe2O4 في وجود SDS-الخافض للتوتر السطحي فقط، هو تفاعل ماص للحرارة وغير عفوي وأقل عشوائية.

Preparation and Characterization of MoFe2O4 /Al2O3 Nanocomposites for Photocatlytic of Indigo Carmine Dye

ABSTRACT

This work consists of three main parts: The first part illustrates the synthesis of spinel Molybdenum Ferrite (MoFe2O4) nanoparticles, via the hydrothermal method using two types of surfactant: anionic is sodium dodecyl sulfate (SDS) and cationic is cetramide (CT) as a template and stabilizer. The Molybdenum Ferrite -Alumina (MoFe2O4/Al2O3) nanocomposites, was prepared by incorporating the spinel MoFe2O4 with synthesis Al2O3 by ultrasonic waves technique, which is a simple, fast, environmentally beneficial technique.
Part two includes the characterization of the prepared MoFe2O4, synthesis Al2O3, and their nanocomposites, using the techniques of FT-IR, XRD and SEM-EDX. The FT-IR spectra showed the tetrahedral and octahedral locations of molybdenum, and iron for all the catalysts prepared. The XRD analysis confirmed the spinel MoFe2O4, synthesis Al2O3, and thier nanocomposites are successfully prepared with nano-sizes. The mean crystal size for synthesis MoFe2O4 ¬ catalysts increase after incorporating with Al2O3¬¬. SEM analysis indicated the shape of prepared spinel MoFe2O4 in the presence of anionic SDS-surfactant, which found to be like-caviar, and its composite with Al2O3 is like-grains, while the shape of the spinel MoFe2O4 in the presence of cationic CT -surfactant and its composite with alumina are nanoplate and like-Popcorn nanoparticles, respectively. The shape of Al2O3 is ocurred like-brain cells. Based on EDX spectra, the elements Fe, Mo, Al, and O demonstrate. The band-gaps (Bg) determined using Tauc equation, the Bg ranges of all samples are proved their photocatalysts with ranged 2.78 eV to 4.44 eV.
The pH of point of zero charge(pHzpc) was determined for all samples using titration method under purged nitrogen, and found the ranged from 1.6 to 5.9.The pHzpc range of synthesis MoFe2O4 calatsts elevale after synthesis of composites. The quantum yields (Φ) of de-colorization IC dye with studied photocatalysts are found less than 1.
Part three focuses on the ability and evaluates the effectiveness of the MoFe2O4, Al2O3, and its nanocomposites on the de-colorization of indigo carmine IC dye. The effect of various factors on the photo decolorization of indigo carmine IC dye utilizing photocatalysts in the presence of SDS and CT surfactants were illustrated. Temperature and initial pH are two of these parameters. The best initial pH is occurred equal to 5.3.
The thermodynamic parameters were calculated using the Eyring-Polanyi equation, the equation of Arrhenius, and the Gibbs equation. The photoreactions with using MoFe2O4 in presence CT-surfactant and its composite are an exothermic, spontaneous reaction and less random. On the contrary, the photoreactions with using MoFe2O4 in presence SDS-surfactant is endothermic more random and nonspontinous, and its composite are an exothermic, spontaneous reaction and less .