Artificial Visible Light-Driven Photodegradation of Orange G Dye Using Cu-Ti-Oxide (Cu3TiO5) Deposited Bentonite Nanocomposites

Abstract

Des nanomatériaux à base de TiO2 supporté par de la bentonite (montmorillonite (MMT)-TiO2) et d'oxydes de Cu3TiO5 (MMT-Cu3TiO5) ont été synthétisés à l'aide d'une méthode de synthèse sol-gel simple et durable. Les résultats XRD indiquent la présence de phases mixtes, à savoir de l'anatase TiO2 et d'un nouveau semi-conducteur, le Cu3TiO5, dans le matériau. La surface spécifique (SBET) présente une augmentation notable avec l'incorporation de TiO2 et de Cu3TiO5, passant de 85 m2/g pour la montmorillonite pure à 245 m2/g pour le MMT-TiO2 et 279 m2/g pour le MMT-Cu3TiO5. L'énergie de bande interdite plus faible du MMT-Cu3TiO5 (2,15 eV) par rapport au MMT-TiO2 (2,7 eV) indique que le MMT-Cu3TiO5 est capable d'absorber plus efficacement la lumière visible avec des longueurs d'onde plus longues. L'immobilisation du TiO2 et du Cu3TiO5 sur la bentonite améliore non seulement les propriétés texturales des échantillons, mais augmente également leurs capacités d'absorption de la lumière visible, ce qui les rend potentiellement plus efficaces pour les applications d'adsorption et de photocatalyse. L'efficacité photocatalytique du MMT-TiO2 et du MMT-Cu3TiO5 a été évaluée en surveillant la dégradation de l'Orange G, un colorant azoïque anionique. Il a été observé que le photocatalyseur MMT-Cu3TiO5 induisait une dégradation complète (100 %) du colorant Orange G en 120 minutes lorsqu'il était testé dans un milieu réactionnel optimisé avec un pH de 3 et une concentration de catalyseur de 2 g/L. Le MMT-Cu3TiO5 s'est révélé être un catalyseur exceptionnellement efficace pour la dégradation de l'Orange G. Après la synthèse du catalyseur, celui-ci peut être simplement lavé avec la même solution récupérée et réutilisé plusieurs fois pour le processus photocatalytique sans avoir besoin d'additifs chimiques.