ZnS/g-C3N4 nano-heteroyapıların sentezi, karakterizasyonu ve fotokatalitik uygulamaları

Bu çalışmada g-C3N4, ZnS nanopartikülleri ve ZnS/g-C3N4 nanokompoziti sentezlendi ve sentezlenen bu numuneler görünür ışık altında sulu çözeltideki rodamin B, diklofenak ve trimetoprim kirleticilerinin fotodegradasyonu için fotokatalizör olarak kullanıldı. g-C3N4, ZnS nanopartikülleri ve ZnS/g-C3N4 nanokompozitinin yapısal, morfolojik ve elektrokimyasal özellikleri XRD, FTIR, SEM-EDX, TEM, UV-DRS, PL, EIS ve BET teknikleri kullanılarak karakterize edildi. Saf ZnS ve g-C3N4 ile karşılaştırıldığında, ZnS/g-C3N4 nanokompoziti, fotojenlenmiş elektron iletiminin artması yoluyla arayüzünde fotojenlenmiş boşluk-elektron rekombinasyon oranının azalması nedeniyle rodamin B, diklofenak ve trimetoprim kirleticilerinin fotodegradasyonu için son derece yüksek fotokatalitik aktivite sergiledi. Ayrıca pH, katalizör dozajı ve farklı su kaynaklarının nanokompozitin fotokatalitik performansına etkisi detaylı olarak incelendi. Radikal temizleyici çalışmaları, süperoksit radikallerinin tüm kirleticilerin fotodegradasyonunda ana rol oynadığını, boşlukların ise ikincil türler olarak hareket ettiğini gösterdi. Deneylerden elde edilen verilere göre kirleticilerin fotodegradasyonu için makul bir mekanizma önerildi. Ayrıca kinetik çalışmalar, yalancı birinci dereceden kinetik modelin elde edilen deneysel sonuçlara iyi uyum sağladığını tespit etti ve bu model kullanılarak reaksiyon hız sabitleri hesaplandı. ZnS/g-C3N4 nanokompoziti, dört döngüden sonra rodamin B, diklofenak ve trimetoprim kirleticilerinin fotodegradasyonu için mükemmel yeniden kullanılabilirlik ve stabilite gösterdi.