Dépôt de nanocomposites à base de graphène par électrophorèse

Abstract

Dans cette présente étude, des nano composites à base de graphène ont été élaborés en vue de développer un catalyseur efficace pour application environnementale. Les nanofils de silicium (SiNFs) ont été synthétisés par gravure chimique assistée par un métal en deux étapes.L’oxyde de graphène (GO) décoré par des nanoparticules d’argent (AgNPs) et de cuivre (CuNPs) a été déposé sur les nanofils de silicium par la méthode de dépôt électrophorétique. Les résultats MEB et SIMS montre que les feuillets de graphène décorés par les CuNPs et AgNPs sont localisés sur la partie supérieure des nanofils. Les mesures de réflectance diffuse montrent que les SiNFs et SiNFs modifiés par l’oxyde de graphène réduit (rGO) et les nanoparticules de Cu et Ag ont faible réflectance par apport au silicium massif. La spectroscopie Raman a confirmé la réduction de l’oxyde de graphène durant le processus électrophorétique. Les résultats de la spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE) ont montré le rôle de rGO et des nanoparticules de Cu dans le transfert et la séparation des charges photogénérées. Les catalyseurs obtenus ont été utilisés pour la photodégradation de la ciprofloxacine (CIP) sous irradiation de lumière visible. Le catalyseur SiNFs / rGO / CuNPs a présenté une activité photocatalytique supérieur à celle de SiNFs / rGO et SiNFs / rGO/AgNPs en dégradant 75% de CIP pendant 200 min d’irradiation sous lumière visible. Le couplage de SiNFs / rGO / CuNPs avec du peroxymono sulfate (PMS) a amélioré considérablement le taux de dégradation et réduit le temps de réaction où 95.78 % de CIP a été dégradé pendant 40 min seulement. Le catalyseur a été réutilisé plusieurs fois sans perdre son efficacité. Les résultats MEB et DRX ont montré que la morphologie et la structure du catalyseur n’ont pas subi de changement indiquant sa bonne stabilité. Les résultats des tests de piégeage des espèces réactives montrent que les trous et les radicaux, sont impliqués à la dégradation de CIP. Un mécanisme possible de dégradation du CIP en présence de SiNFs / rGO / CuNPs et PMS sous lumière visible a été discuté.