Preparation of ZnO/PANI nanocomposites and its application in photocatalytic decomposition of dyes

U radu provedena je in-situ sinteza polianilina (PANI) u prisustvu ZnO katalizatora za pripravu ZnO/PANI nanokompozitnog fotokatalizatora za katalitičko pročišćavanje otpadnih voda. Sinteza PANI polimera provedena je na različitim uvjetima, tj. modificiran je postupak in-situ sinteze tako da je prvo kratko sintetiziran čisti PANI polimer, a kasnije je nastavljena in-situ sinteza u prisustvu ZnO nanočestica. Također, varirano je vrijeme polimerizacije; 90 min; 120 min i 180 min. Pripremljeni uzorci ZnO/PANI nanokompozitnih fotokatalizatora karakterizirani su visokorezolucijskom pretražnom elektronskom mikroskopijom (FE-SEM), FTIR spektroskopijskom analizom te im je određena elektrovodljivost čime je potvrđena uspješna in-situ sinteza nanokompozita ZnO/PANI. Provedena je ocjena fotokatalitičke aktivnosti sintetiziranih ZnO/PANI nanokompozitnih fotokatalizatora razgradnjom Acid Blue 25 (AB25) bojila kojim je bila onečišćena voda uz simulirano Sunčevo zračenje. UV/VIS spektrofotometrom praćeno je obezbojenje u vodi, određivanjem absorbancije na λmax=622 nm za AB25 bojilo. Stupanj mineralizacije prisutnog bojila u vodi određen je mjerenjem vrijednosti ukupnog organskog ugljika (TOC) koji ukazuje na stupanj razgradnje cijele molekule bojila, a ne samo kromoforne skupine. Rezultati fotokatalitičke aktivnosti ZnO/PANI uz simulirano Sunčevo zračenje pokazuju da su sintetizirani fotokatalizatori djelotvorni, ali nije uspostavljen sinergistički efekt djelovanja ZnO i PANI polimera koji bi omogućio veću efikasnost razgradnje AB25 bojila od čistog ZnO katalizatora.The development of innovative waste water treatment technology aslo implies the development of new polymer nanocomposites with expanded photocatalytic activity, shifted towards the visible UV / VIS spectrum of solar radiation. For this reason, the quasi in situ synthesis was used to prepare the ZnO / PANI nanocomposite, which was used in photocatalysis with simulated solar radiation. High-resolution scanning electron microscopy (FE-SEM) confirmed the successful synthesis of the ZnO / PANI nanocomposite. FTIR analysis also showed the presence of the nanocomposite due to presence of characteristic vibrational tapes for PANI and ZnO. Evaluation of photocatalytic activity for prepared ZnO / PANI nanocomposite samples was carried out and purification of wastewater with Acid Blue 25 (AB25) dye was carried out. Discoloration of the wastewater was monitored by the UV / VIS spectrophotometer by determining absorbance (λ = 622 nm for AB25). The degree of mineralization of the dye in wastewater was determined by measuring the value of total organic carbon (TOC). The results of photocatalytic activity with simulated solar radiation show that photocatalyst is effective at low concentrations of contamination as confirmed by achieving a high percentage of cloudiness and relatively low (satisfactory) TOC values