توليف جسيمات نانوية من Fe2O3 وظيفية باستخدام PVP: تحلل صبغة روز البنغال Synthesis of Fe2O3 nanoparticles functionalized with PVP: Rose Bengal dye degradation

Abstract

This study aims to synthesize iron oxide nanoparticles and modify them with polyvinylpyrrolidone (PVP) to enhance their photocatalytic properties and evaluate their effectiveness in degrading Rose Bengal dye under natural sunlight. The research specifically focuses on the effect of reaction time on the efficiency of the photodegradation process, as it plays a critical role in environmental applications for wastewater treatment. Two types of photocatalysts were prepared: unmodified iron oxide nanoparticles and PVP-modified iron oxide. The results showed that dye removal efficiency increased over time for both materials, with a notable improvement observed for the modified catalyst. The degradation rate of Rose Bengal reached 95% when using the modified iron oxide, compared to 94% with the unmodified one, under identical experimental conditions. These findings suggest that PVP modification significantly enhances the surface properties and photocatalytic activity of iron oxide nanoparticles. The study highlights the environmental relevance and high efficiency of such nanomaterials in treating organic pollutants using an abundant and sustainable energy source like sunlight. تهدف هذه الدراسة إلى توليف جزيئات أكسيد الحديد النانوية وتعديلها مع بوليفينيل بيروليدون (PVP) لتعزيز خصائصها الضوئية وتقييم فعاليتها في تحلل صبغة روز بنغال تحت ضوء الشمس الطبيعي. تركز الدراسة بشكل خاص على تأثير زمن التفاعل على كفاءة عملية التحلل الضوئي، حيث تلعب دورًا حاسمًا في التطبيقات البيئية لمعالجة مياه الصرف. تم إعداد نوعين من المحفزات الضوئية: جزيئات أكسيد الحديد النانوية غير المعدلة وجزيئات أكسيد الحديد المعدلة بـ PVP. أظهرت النتائج أن كفاءة إزالة الصبغة قد زادت مع مرور الوقت لكلا المادتين، مع تحسين ملحوظ لوحظ للمحفز المعدل. وصلت نسبة تحلل صبغة روز بنغال إلى 95% عند استخدام أكسيد الحديد المعدل، مقارنة بـ 94% مع غير المعدل، تحت ظروف تجريبية متطابقة. تشير هذه النتائج إلى أن تعديل PVP يعزز بشكل كبير الخصائص السطحية والنشاط الضوئي لجزيئات أكسيد الحديد النانوية.