سید مهدی سجادی

در این پژوهش، نانوکامپوزیت‌های فوتوکاتالیستی مبتنی برCeO₂–MnWO₄ با هدف ارتقای بهره‌وری در حذف آلاینده‌های آلی رنگی سنتز و بررسی شدند. ابتدا نانوذرات خالص CeO₂ و MnWO₄ با روش هیدروترمال تهیه گردید و سپس برای دستیابی به ساختاری هم‌افزا، نانوکامپوزیت‌هایی با نسبت‌های وزنی مختلف MnWO₄ شامل 0، 10، 20 و 30 درصد ساخته شد. جهت شناخت دقیق ویژگی‌های ساختاری، مورفولوژیکی و نوری نمونه‌ها، مجموعه‌ای از آزمون‌های تحلیلی شامل XRD، FESEM، EDX، FTIR، BET، DRS و PL مورد استفاده قرار گرفت. همچنین عملکرد فوتوکاتالیستی مواد در تخریب دو آلاینده رنگی رایج، یعنی متیلن بلو و رودامین بی، تحت تابش نور شبیه‌سازی‌شده خورشید ارزیابی شد. یافته‌های حاصل از تحلیل‌های ساختاری نشان داد که افزودن MnWO₄ تا 20 درصد وزنی سبب کاهش اندازه ذرات، یکنواختی بیشتر توزیع فازها و افزایش سطح ویژه می‌شود؛ روندی که در نمونه CeMW20 به‌صورت بارز مشاهده گردید. نتایج BET نیز این موضوع را تأیید کرد و بیشترین سطح فعال را برای همین نمونه گزارش نمود. طیف‌های DRS آشکار ساختند که حضور MnWO₄ موجب جابه‌جایی لبه جذب به سوی ناحیه مرئی و کاهش محسوس گاف انرژی می‌شود. همچنین کاهش شدت نشر در آزمون PL برای CeMW20 بیانگر کاهش بازترکیب الکترون–حفره و بهبود انتقال بار در این ساختار است. بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نیز نشان داد که نمونه CeMW20 بهترین عملکرد را دارد؛ به‌گونه‌ای که طی 180 دقیقه تابش، راندمان حذف متیلن بلو و رودامین بی به‌ترتیب به 97٫6 درصد و 95٫4 درصد رسید. تحلیل سینتیکی نیز تطابق فرایندها با مدل شبه‌مرتبه اول و بیشینه بودن ثابت سرعت واکنش در این نمونه را تأیید نمود. مجموعه نتایج بیانگر آن است که نسبت 20 درصد MnWO₄ به‌عنوان نسبت بهینه معرفی شده و نانوکامپوزیت CeO₂–MnWO₄ را به گزینه‌ای کارآمد برای تصفیه آلاینده‌های آلی تبدیل می‌کند.