تصنيع وتوصيف جسيمات النانوية من أكاسيد المعادن كمحفزات ضوئية

Abstract

في هذا العمل، تم تحضير أغشية رقيقة من ZnO ممزوجة بأكسيد النحاس (CuO) بتراكيز مختلفة (0%، 40%، 50%، 60%، 100%) باستعمال طريقة السول-جيل وتقنية اللف والدوران على ركائز زجاجية. تمت دراسة الخصائص البنيوية باستخدام XRD، حيث لوحظ تزايد في حجم الحبيبات مع ارتفاع نسبة CuO، دون تشكل أطوار جديدة. أما التحليل البصري بواسطة UV-Vis فقد بيّن انخفاضًا في فجوة الطاقة المباشرة وغير المباشرة مع زيادة CuO حتى 60%، مترافقًا مع تحسّن في الامتصاصية. أظهرت اختبارات التحفيز الضوئي فعالية واضحة في إزالة الأصباغ العضوية، خاصة عند تركيز CuO 50%، مع تسجيل أفضل أداء في وسط قاعدي. تُبرز النتائج أهمية هذه الأغشية كمحفزات ضوئية واعدة لمعالجة المياه

Dans ce travail, des couches minces de ZnO mélangées avec de l’oxyde de cuivre (CuO) ont été élaborées sur des substrats en verre, avec des concentrations variées de CuO (0%, 40%, 50%, 60%, 100%) en utilisant la méthode Sol-Gel et la technique de spin coating. L’étude structurale par diffraction des rayons X (XRD) a montré une augmentation de la taille des cristallites avec l’augmentation de la teneur en CuO, sans apparition de nouvelles phases. L’analyse optique par UV-Vis a révélé une diminution de la bande interdite directe et indirecte jusqu’à 60% de CuO, accompagnée d’une amélioration de l’absorption. Les tests de photocatalyse ont montré une efficacité notable dans la dégradation des colorants organiques, en particulier à 50% de CuO, avec de meilleures performances en milieu basique. Ces résultats mettent en évidence le potentiel de ces couches comme photocatalyseurs prometteurs pour le traitement des eaux polluées.

In this work, thin films of ZnO mixed with copper oxide (CuO) were prepared on glass substrates using the Sol-Gel method and spin coating technique, with CuO concentrations of 0%, 40%, 50%, 60%, and 100%. Structural analysis using X-ray diffraction (XRD) showed an increase in crystallite size with increasing CuO content, without the formation of new phases. Optical characterization via UV-Vis spectroscopy revealed a decrease in both direct and indirect band gaps up to 60% CuO, along with enhanced absorption behavior. Photocatalytic tests demonstrated a significant efficiency in degrading organic dyes, especially at 50% CuO concentration, with the best performance recorded under basic pH conditions. These findings highlight the promising potential of these films as photocatalysts for wastewater treatment applications