Photocatalytic degradation of rhodamine B using Ag/AgCl@GO

Abstract

Water is an essential source for earth. According to the United Nation’s report, every day 1800 children dies because of contaminated water. Dyes are one of the most common water pollutants. They are using in many areas like cosmetic, textile, pharmaceutical etc. Every year nearly 140,000 tons of dye releasing to the environment. Therefore, removal of dyes from water is an essential topic. There are many ways to remove dyes from water. However, studies showed that traditional methods are ineffective to removing pollutants from water. On the other hand, photocatalysis is a promising technology. In this study, Ag/AgCl and Ag/AgCl@GO photocatalysts were synthesized and their removal performances on Rhodamine B dye were investigated. In addition, the parameters affecting the removal performance were also studied. Characterization tests such as synthesized photocatalysts, XRD, BET, UV-Vis Analysis, TGA, SEM, TEM was carried out. According to the XRD results, the peak regions of the synthesized photocatalysts were similar to other studies in the literature. The synthesized photocatalysts were first studied under 3 different pH values (pH:3, pH:8, pH:11) using 10 ppm rhodamine b dye and 30 mg catalyst under UV light. According to the results, for both photocatalysts, their natural pH, namely pH:8, showed the best performance. Afterwards, experiments were carried out with different photocatalyst weights and it was observed that the removal performance did not change after 40 mg. Finally, different dye amounts were studied and it was observed that as the dye amount increased, its removal decreased. It has been observed that the addition of graphene oxide significantly improves the performance of the catalyst.

Su, gezegenimiz için vazgeçilmez bir kaynaktır. Birleşmiş Milletler'in raporuna göre her gün 1800 çocuk kirli su nedeniyle ölüyor. Boyalar en yaygın su kirleticilerinden biridir. Kozmetik, tekstil, ilaç vb. birçok alanda kullanılmaktadırlar. Her yıl yaklaşık 140.000-ton boya çevreye salınmaktadır. Bu nedenle boyaların sudan giderimi önemli bir konudur. Boyaları sudan gidermenin birçok yolu vardır. Ancak araştırmalar, geleneksel yöntemlerin kirleticileri sudan uzaklaştırmada etkisinin düşük olduğunu göstermiştir. Öte yandan, fotokataliz gelecek vaat eden bir teknolojidir. Bu çalışmada Ag/AgCl ve Ag/AgCl@GO fotokatalizörleri sentezlenmiş ve Rhodamine B boyası üzerindeki giderim performansları incelenmiştir. Ayrıca giderim performansına etki eden parametreler de incelenmiştir. Sentezlenen fotokatalizörler, XRD, BET, UV-Vis Analizi, TGA, SEM, TEM gibi karakterizasyon testleri yapılmıştır. XRD sonuçlarına göre sentezlenen fotokatalizörlerin pik bölgeleri literatürdeki diğer çalışmalarla benzerlik göstermiştir. Sentezlenen fotokatalizörler önce 3 farklı pH değerinde (pH:3, pH:8, pH:11) 10 ppm rodamin b boyası ve 30 mg katalizör kullanılarak UV ışığı altında çalışıldı. Sonuçlara göre her iki fotokatalizör için de doğal pH'ları yani pH:8 en iyi performansı göstermiştir. Daha sonra farklı fotokatalizör ağırlıkları ile deneyler yapılmış ve 40 mg sonrasında giderim performansının değişmediği gözlenmiştir. Son olarak farklı boya miktarları çalışılmış ve boya miktarı arttıkça gideriminin azaldığı görülmüştür. Grafen oksit ilavesinin, katalizörün performansını önemli ölçüde iyileştirdiği gözlemlenmiştir.