مهندسین مشاور طرح و تحقیقات آب و فاضلاب اصفهان مجله آب و فاضلاب 1024-5936 36 1 2025 04 21 One-Step Synthesis of Basic Bismuth Nitrate and Bismuth Metal Composite (Bi/BBN) to Enhance Photocatalytic Degradation of Rhodamine B Dye سنتز تک‌ مرحله‌ای کامپوزیت نیترات بیسموت و فلز بیسموت برای افزایش تخریب فتوکاتالیستی رنگ‌زای رودامین B 43 57 230782 10.22093/wwj.2025.524151.3494 FA صغری یعقوبی رهنی مربی، گروه محیط‌زیست، دانشکده مهندسی، دانشگاه ولایت، ایرانشهر، سیستان و بلوچستان، ایران 0000-0002-8419-4396 حبیب ا... یونسی استاد، گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران 0000-0003-3664-9525 Journal Article 2025 01 17 <span style="font-size: 18.0pt; font-family: 'Times New Roman','serif'; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: Yas; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">B<span style="font-size: 10.0pt; font-family: 'Times New Roman','serif'; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-bidi-font-family: Yas; mso-ansi-language: EN-US; mso-fareast-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA;">ismuth basic salts have wide applications due to their low cost and non-toxicity, and are at present being studied as photocatalysts. This research focuses on the one-step synthesis of a basic bismuth nitrate and bismuth metal (Bi) composite using sodium borohydride (NaBH4) as a reducing agent in the hydrothermal synthesis to enhance its photocatalytic efficiency in degrading the Rhodamine B dye. Results showed that adding NaBH4 leads to the improvement of the three-dimensional meshing-tooth structure composed of 2D sheets and the formation of metallic bismuth on the BBN surface, and the creation of structural defects. These modifications result in enhanced photocatalytic efficiency of BBN. FTIR and UV-Vis DRS analyses revealed the presence of nitrate groups and a reduction in bandgap from 3.33 to 3.09 eV. The sample synthesized with 0.0075 g of NaBH4 demonstrated the highest photocatalytic activity in Rhodamine B degradation, with more than 95% of the Rhodamine B dye solution removed by UV-C 6W during 30 min. This is attributed to the surface plasmonic effect of metallic bismuth and efficient light harvesting by the layered structure. <span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">نمک‌های بازی بیسموت به‌دلیل ارزان بودن و بی‌ضرر بودن کاربردهای گسترده‌ای دارند و امروزه به‌عنوان فتوکاتالیست مورد توجه هستند. این پژوهش به سنتز تک‌ مرحله‌ای کامپوزیت نیترات بیسموت بازی (BBN) <span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">و عنصر بیسموت (Bi) <span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">با استفاده از کاهنده NaBH4 <span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">طی سنتز گرمابی پرداخت تا کارایی فتوکاتالیستی آن در تخریب رنگ‌زای رودامین B <span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">بهبود یابد. نتایج نشان داد که افزودن NaBH4 <span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">منجر به بهبود ساختار سه‌بعدی دندانه‌ای متشکل از ورقه‌های دوبعدی و ایجاد بیسموت فلزی روی سطح و نقص‌های ساختاری می‌شود که به بهبود کارایی فتوکاتالیستی BBN <span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">منجر می‌شود. آنالیزهای FTIR <span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">و DRS <span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">، UV-Vis <span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">حضور گروه‌های نیترات و کاهش نوار گپ از 33/3 به ev09/3 <span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">را نشان دادند. نمونه سنتز شده با مقدار g0075/0 <span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">از NaBH4<span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">، بیشترین فعالیت فتوکاتالیستی در تخریب رودامین B <span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">را داشت و بیش از 95درصد محلول رنگ‌زای رودامین B <span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">طی 30 دقیقه با لامپ UV <span lang="FA" style="font-family: 'Arial',sans-serif; mso-ascii-font-family: Calibri; mso-ascii-theme-font: minor-latin; mso-hansi-font-family: Calibri; mso-hansi-theme-font: minor-latin; mso-bidi-language: FA;">با توان 6 وات حذف شد که می‌تواند ناشی از اثر پلاسمون سطحی بیسموت فلزی و استحصال مؤثر نور در ساختار لایه‌ای سنتز شده باشد.

https://www.wwjournal.ir/article_230782_ed2ba0e8300a9d5213547b93a092a1aa.pdf