دانشگاه رازی

   چکیده در بخش اول، یک سولفید فلزی سه‌تایی به عنوان فوتوکاتالیست برای حذف آلاینده‌ها طراحی شد. نانوساختارهای CoSX@Ag2S/CdS   با استفاده از ZIF-67 مشتق‌شده برای CoSX از طریق روش حلالی-حرارتی تک‌مرحله‌ای تهیه شدند. شایان ذکر است که تشکیل ساختار توخالی همزمان با تولید ذرات سولفید دوفلزی روی سطح ذرات CoSx رخ داد. شرایط سنتز با کنترل دما، زمان و مقدار ZIF-67 بهینه شد. ساختار حاصل، فعالیت نوری بالایی نشان داد و برای حذف آلاینده‌های آب مورد استفاده قرار گرفت. این فوتوکاتالیست با موفقیت رودامین (RhB) را با نرخ تخریب 96? در مدت 90 دقیقه تخریب کرد. علاوه بر این،   Cr(VI) توانست به طور موثری با راندمان 100? در مدت 50 دقیقه در pH 5 تحت تابش نور مرئی (دیود ساطع‌کننده نور، 100 وات) کاهش یابد. این فوتوکاتالیست همچنین فعالیت عالی در حذف مخلوطی از   RhB   و نشان داد. چنین فعالیت نوری به معماری منحصر به فرد CoSX@Ag2S/CdS در تولید طرح Z هیبریدی نوع اول n-n-n در مقایسه با اجزای تکی و دوتایی نسبت داده شد. این امر همچنین منجر به اثر هم‌افزایی بین سولفیدهای فلزی و ساختار توخالی می‌شود که جذب نور، مساحت سطح و مکان‌های فعال را افزایش می‌دهد. پیشنهاد می‌شود که مکانیسم فوتوکاتالیستی به ترکیبی از دو طرح Z و مکانیسم نوع اول متکی باشد.    در بخش دوم، یک چارچوب فلزی-آلی دوفلزی توخالیMOF   به صورت درجا در حضور کاتیون‌های بیسموت (Bi3+)     و ایندیوم (In3+)   تشکیل شد که به عنوان اجزای اصلی بلوک‌های سازنده ثانویه MOF عمل می‌کنند. در مقابل، MOFهای تک‌فلزی، Bi-MOF و In-MOF، مورفولوژی‌های متمایزی را به ترتیب با نانوذرات کروی و میکرومیله‌ها نشان دادند. ویژگی‌های مورفولوژیکی و ساختاری نشان داد که میکروسفرهای توخالی از نانوصفحات شبه اکسی کلرید بیسموت BiOCl) ) تشکیل شده‌اند. پیش‌ساز InCl3 یون‌های کلرید لازم برای تشکیل BiOCl را فراهم می‌کند. مقادیر مختلفی از Bi/In-MOF سه‌بعدی با Ti3C2 MXene دوبعدی هیبرید شدند تا کامپوزیت‌های Bi/In-MOF/Ti3C2 از طریق یک فرآیند حلالی-حرارتی تولید شوند که عملکرد بالایی در تخریب نوری رودامین ب (RhB) نشان دادند. افزودن 10 درصد وزنی Ti3C2 و مقادیر مختلف Bi/In-MOFs منجر به شکاف نواری باریک‌تر (eV 2.6~) و نرخ نوترکیبی بار کاهش‌یافته در مقایسه با MOF دوفلزی به تنهایی (eV 3.18~) شد و در نتیجه راندمان فوتوکاتالیستی را تحت نور مرئی افزایش داد. کامپوزیت   i/In-MOF(20 wt.% In)/Ti3C2(10 wt.%) به راندمان تخریب فوتوکاتالیستی 95? برای RhB تحت تابش نور مرئی (LED؛ 100 وات) در مدت 80 دقیقه دست یافت. آزمایش جاروب‌کننده، رادیکال‌های سوپراکسید (O2•?)   و حفره‌ها (h+) را به عنوان گونه‌های فعال اصلی در تخریب RhB شناسایی کرد. این فوتوکاتالیست پایداری ساختاری عالی را نشان داد و پس از چهار چرخه استفاده مجدد، راندمان تخریب 87? را حفظ کرد.    در بخش سوم، نانوکامپوزیت‌های M-In2S3/TiO2 مشتق‌شده از NH2-MIL-125(Ti)/MIL-68(In) با روش سولووترمال یک مرحله‌ای سنتز شدند. پیش‌ساز با درصد وزنی متفاوتی ازNH2-MIL-125(Ti) (30, 50, and 70 wt.%)   تهیه شد. علاوه بر این، افزودن NH2-MIL-125(Ti)-30، جداسازی انتقال بار را افزایش داد، همانطور که از آنالیزهای جریان نوری، PL و EIS مشاهده شد، که منجر به عملکرد فوتوکاتالیستی بالا شد. M-In2S3/M-TiO2-30 بالاترین فعالیت کاهش نوری را نشان داد و تنها در 25 دقیقه تحت تابش نور مرئی (LED؛ 100 وات) به 98 درصد رسید که به ترتیب 6.45 و 12.9 برابر M-In2S3/M-TiO2-50 و M-In2S3/M-TiO2-70 است. حضور 30 -??NH2-MIL-125(Ti) در ساختار پیش‌ساز، راندمان کاتالیزور را 4.4 برابر M-In2S3 خالص افزایش داد. بررسی‌های مکانیسم، مکانیسم طرح Z را پیشنهاد می‌کنند که در آن الکترون‌های M-TiO2 به سمت حفره‌های M-In2S3