سنتز و بررسی خواص ساختاری، سوسوزنی، فتوکاتالیستی و ضدمیکروبی نانوذرات PbWO4

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده نانوفناوری، پردیس علوم و فناوری های نوین، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشکده مهندسی مواد و متالوژی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

چکیده

در این پژوهش نانوپودرهای سرب تنگستات (PbW ) با روش ساده و کم هزینه همرسوبی سنتز شدند. خصوصیات و ویژگی‌های ساختاری، نوری، سوسوزنی، فتوکاتالیستی و ضدمیکروبی نانوذرات تهیه شده بررسی گردید. نتایج حاصل از پراش پرتوی ایکس (XRD) نشان داد ساختار با موفقیت سنتز شده و مطابق با فاز شیلات ماده سرب‌تنگستات است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد اندازه ذرات تهیه شده حدود 80 نانومتر می‌باشد. مطابق با بررسی طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) و پراکندگی انرژی پرتو ایکس (EDX)، پیوندهای قوی عناصر مربوطه و حضور عناصر Pb، W و Oدر ساختار تایید گردید. بررسی‌های نورتابی تحت تهیج-های پرتوی یونی و اشعه فرابنفش نشان داد که نانوذرات تهیه شده حساسیت سوسوزنی قوی رنگ آبی-سبز در دمای اتاق را دارد. عملکرد فوتوکاتالیستی با استفاده از تخریب کنندگی رنگ متیلن آبی (MB) تحت تابش نورUVA مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهده گردید که نانوپودر تهیه شده خواص رنگبری 95.6% در زمان 60 دقیقه تحت تابش نور را دارند. ویژگی‌های فیزیکی و سوسوزنی به دست آمده از نانوپودرهای سنتزشده نشان می‌دهد این نانومواد قابلیت استفاده در کاربردهای نوری، تصفیه پساب‌های صنعتی و ساخت آشکارسازهای پرتوهای یونیزان را دارند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Synthesize and study of structural, optical, scintillation, photocatalytic and antibacterial properties of PbWO4 nanoparticles

نویسندگان [English]

  • Maryam Hosseinpour 1
  • Hassan Abdoos 1
  • Omid Miezaee 2
  • Sanaz Alamdari 1
1 Department of Nanotechnology, Faculty of New Sciences and Technologies, Semnan University Semnan 35131-19111, Iran
2 Department of Materials and Metallurgical Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
چکیده [English]

In this study, PbWO4 nanopowders were prepared by a simple and cost-effective co-precipitation method. The prepared nanoparticles' structural, optical, scintillation, photocatalyst, and antibacterial properties were investigated. X-ray diffraction (XRD) showed that the structure was successfully synthesized and assigned to the Scheelite phase with the tetragonal structure of PbWO4. The scanning electron microscope (SEM) images showed that the prepared particle's size is ~80 nm. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Energy Dispersion X-Ray (EDX) confirmed the strong bonds of related elements and the presence of Pb, W, and O elements in the structure. Luminescence studies under ion beam and ultraviolet radiation showed that the prepared nanoparticles have strong blue-green scintillation sensitivity at room temperature. The photocatalytic performance was studied using the degradation of methylene blue (MB) dye under UVA light irradiation. It was observed that the prepared nanopowder has 95.6% decolorization properties in 60 minutes under light irradiation. The physical and scintillation characteristics obtained from the synthesized nanopowders show that these nanomaterials can be used in optical applications, industrial wastewater treatment, and ionizing radiation detectors.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanopowder
  • PbWO4
  • Synthesize
  • Optical properties
  • Scintillation

مراجع

[1]      W. F. Wang, J. Lu, X.-M. Xu, B.-Y. Li, J. Gao, M. J. Xie, S. H. Wang, F. K. Zheng, G.C. Guo, “Sensitive X-ray detection and imaging by a scintillating Lead (II)-based Metal-Organic framework”, Chem. Eng. J. 430 , 133010, 2022
[2]      S. Alamdari, M.H.M. Ara, M.J. Tafreshi, “Synthesize and optical response of ZnO/CdWO4: Ce nanocomposite with high sensitivity detection of ionizing radiations”, Opt. Laser Technol. 151, 107990, 2022
[3]      R. Saravanan, F. Gracia, A. Stephen, “Basic principles, mechanism, and challenges of photocatalysis”, Nanocomposites Visible Light. Photocatal., Springer, 19–40, 2017
[4]      V.B. Patil, N.L. Tarwal, I.S. Mulla, N.S. Harale, P.S. Patil, S.S. Suryavanshi, “Effect of annealing on the properties of CTAB assisted lead tungstate”, Mater. Lett. 181, 350–353, 2017
[5]      T. Groń, M. Piątkowska, E. Tomaszewicz, B. Sawicki, P. Urbanowicz, H. Duda, “Electrical and optical properties of new Pr3+-doped PbWO4  ceramics”, Materials Science-Poland,  36, 530-536, 2018
[6]      Q. P. Zhang, Y.C. Xu, J. L. Li, A. J. Liu, D. G. Xu, M. Wei, Y. L. Zhou, “Hunting for advanced low-energy gamma-rays shielding materials based on PbWO4 through crystal defect engineering”, J. Alloys Compd. 822,153737, 2020
[7]      M. Pirhashemi, A. Habibi-Yangjeh, “ZnO/NiWO4/Ag2CrO4 nanocomposites with pnn heterojunctions: highly improved activity for degradations of water contaminants under visible light”, Sep. Purif. Technol. 193,  69–80, 2018
[8]    S. Ayni, M.Sabet, M.A. Mahdi, et al. "Synthesis of flower-like and hexagonal PbWO4 nanostructures via the co-precipitation method and study of their photocatalytic activity in the degradation of rhodamine B." Biomass Conv. Bioref. 2022
 
[9]      S. Vidya, S. Solomon, J.K. Thomas, “Synthesis of nanocrystalline CaWO4 as low-temperature co-fired ceramic material: processing, structural and physical properties”, J. Electron. Mater. 42, 129–137, 2013
[10]    G. Zhou, M. Lü, F. Gu, D. Xu, D. Yuan, “Morphology-controlled synthesis, characterization and growth mechanism of PbWO4 nano and macrocrystals”, J. Cryst. Growth. 276, 577–582, 2005
[11]    S. Pourmasoud, M. Eghbali-Arani, F. Ahmadi, M. Rahimi-Nasrabadi, “Synthesis, characterization, and morphological control of PbWO4 nanostructures through precipitation method and its photocatalyst application”, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 28,17089–17097, 2017
 [12] M Abbaspoor, M Aliannezhadi, FS Tehrani, “Effect of solution pH on as-synthesized and calcined WO3 nanoparticles synthesized using sol-gel method” Optical Materials 121, 111552, 2021
 [13] F Shariatmadar Tehrani, H Ahmadian, M Aliannezhadi, “High specific surface area micro-mesoporous WO3 nanostructures synthesized with facile hydrothermal method”, The European Physical Journal Plus 136 (1), 1-11, 2021
 
نانومقیاس
دوره 9، شماره 4
دی 1401
صفحه 82-88

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 11 مرداد 1401
  • تاریخ بازنگری: 27 مهر 1401
  • تاریخ پذیرش: 14 آبان 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار