Photocatalytic Degradation of Polyethylene Plastics Using MgAl2O4 Nanoparticles Prepared by Solid State Method

Abstract

У цій роботі було синтезовано наночастинки MgAl2O4 з різним часом прожарювання для фотокаталітичних застосувань. Для дослідження структурних, хімічних, оптичних і морфологічних властивостей синтезованих наночастинок було використано різні методи аналізу, такі як XRD, SEM, EDX, УФ-видима та FTIR спектроскопія. XRD аналіз показав утворення структури шпінелі MgAl2O4. Вимірювання в УФ-видимому діапазоні вказують, що наночастинки MgAl2O4-2 мають вужчу енергетичну щілину порівняно з MgAl2O4-1 і MgAl2O4-3. Результати SEM-аналізу показали, що синтезовані наночастинки MgAl2O4 складаються з дрібних агрегованих частинок розміром 40-60 нм. EDX вимірювання підтвердили утворення наночастинок MgAl2O4 без будь-яких домішок. Фотокаталітичну ефективність оцінювали через фотодеградацію поліетиленових пластиків за допомогою наночастинок MgAl2O4 під УФ-опроміненням. FTIR вимірювання до та після деградації поліетиленових пластмас підтверджують утворення нових функціональних груп у результаті процесів фотодеградації.In this study, MgAl2O4 nanoparticles with different calcination times were synthesized for photocatalytic applications. Different analyses techniques such as XRD, SEM, EDX, UV-visible, and FTIR were performed to investigate the structural, chemical, optical, and mor-phological properties of the synthesized nanoparticles. XRD analysis revealed the formation MgAl2O4 spinel structure. UV-Visible measurements indicate that MgAl2O4-2 nanoparticles had a narrower energy gap compared to MgAl2O4-1 and MgAl2O4-3. Results of SEM analysis revealed that the synthesized MgAl2O4 nanoparticles consist of small aggregated particles with (40-60 nm) particles size. EDX measurements con-firmed the formation of MgAl2O4 nanoparticles without any impurities. The photocatalytic performance was evaluated by the photodegradation of polyethylene plastics using MgAl2O4 nanoparticles under UV irradiation. The FT-IR measurements before and after the degradation of polyethylene plastics confirm the formation of new functional groups as a result of photodegradation processes.