Фотокаталітична деградація метиленового синього у водному середовищі з використанням заміщеного магнієм мідного фериту як магнітного каталізатора

Abstract

Нанорозмірний ферит міді, заміщений іонами магнію був синтезований за допомогою методу золь-гель автоспалювання, використовуючи поліетиленгліколь (MW=2000) як паливо та хелатуючий агент. Структурні властивості досліджувалися методами Х-променевої дифракції (XRD). Дані дослідження підтвердили утворення кубічної шпінельної структури з просторовою групою Fd3m для всіх зразків. Оптичні дослідження показали, що ширина забороненої зони збільшується від 1,51 еВ для CuFe2O4 до 1,62 еВ для MgFe2O4, що вказує на зміни в електронній структурі внаслідок заміщення магнієм. Фотокаталітичні дослідження показали, що чистий CuFe2O4 найефективніше розкладає барвник метиленовий синій, забезпечуючи майже повну деградацію барвника за 160 хвилин. Зразки із заміщенням магнієм (x = 0.4 і x = 0.6) також продемонстрували значну фотокаталітичну активність, хоч і зі зниженою швидкістю порівняно з чистим CuFe2O4. Оцінка фотокаталітичної ефективності проводилася за допомогою різних кінетичних моделей, включаючи кінетику першого і другого порядку, модель Ленгмюра-Хіншельвуда та двопараметричний розподіл Вейбула.