Greffe de nanoparticules d'alliage CuCo sur feuille de g-C3N4 : une stratégie efficace pour la dégradation photocatalytique à partir de l'énergie solaire de l'ibuprofène et l'évolution de gaz H2 par dissociation de l'eau

Cette étude propose une procédure simple de dépôt assistant par tensioactif pour produire des nanoparticules bimétalliques non nobles soutenues sur le nitride de carbone graphitique (g-C3N4). Le nanocomposite a été utilisé pour l'évolution de l'hydrogène par dissociation de l'eau et le traitement efficace des eaux usées par photocatalyse. L'évaluation structurale et morphologique du composite a révélé que les nanoparticules bimétalliques étaient uniformément décorées sur g-C3N4 sans aucune agrégation possible. La combinaison souhaitée des nanoparticules bimétalliques d'alliage CuCo a été confirmée par la distribution uniforme des éléments Cu et Co provenant des études de rayons X à dispersion d'énergie. Selon les investigations optiques et électrochimiques, le composite avait des qualités de photo-réponse améliorées, une recombinaison des charges réduite et une durée de vie prolongée. Par la suite, l'activité d'évolution d'hydrogène photocatalytique a été testée, où 5 % en poids de CuCo(3:1)/g-C3N4 avait un taux maximum d'évolution de gaz hydrogène de 4638,4 μmol g–1 h–1, ce qui était 1,85 fois plus élevé que celui des nanoparticules bimétalliques CuCo(3:1) et 5,15 fois comparé au nitride de carbone graphitique vierge. Le composite a démontré des propriétés photocatalytiques plus fortes sur cinq cycles consécutifs, indiquant que le photocatalyseur est à la fois efficace et très stable par nature. De plus, le nanocomposite recyclable a dégradé photocatalytiquement le contaminant pharmaceutique dangereux ibuprofène (IBU) (kapp = 0,02 min–1). Enfin, la cytotoxicité de l'analyte IBU après dégradation photocatalytique a été analysée vis-à-vis de bactéries Gram-négatives P. aeruginosa et Gram-positives B. subtilis en utilisant le nanocomposite 5 % en poids CuCo(3:1)/g-C3N4. Prises ensemble, nos résultats fournissent une validation expérimentale de la remédiation des contaminants organiques et de la dissociation de l'eau utilisant des nanoparticules bimétalliques CuCo non nobles qui sont abondantes sur Terre et économiques, montrant également une amélioration de l'activité photocatalytique après modification avec g-C3N4. Nos résultats ouvriront la voie à la possibilité de concevoir des systèmes de nanoparticules bimétalliques basés sur g-C3N4 avec des performances photocatalytiques supérieures dans la remédiation environnementale ainsi que dans des applications liées à l'énergie.