به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، امروزه تخریب و حذف آلاینده‌های آلی موجود در آب و هوا توسط فرایند تخریب فتوکاتالیستی بسیار موردتوجه قرار گرفته است. اکسید تیتانیوم به دلیل برخورداری از مزایایی همچون غیر سمی بودن، پتانسیل بالای اکسیدکنندگی و عدم انحلال در آب در شرایط مختلف، کاربردهای گسترده‌ای در این زمینه دارد، اما دی‌اکسید تیتانیوم در کنار مزایای گفته شده، محدودیت‌هایی نیز داراست.
یکی از مهم‌ترین این محدودیت‌ها جذب انرژی توسط این ماده بطور عمده در ناحیه فرابنفش است. از این‌رو تاکنون تحقیقات بسیاری به‌منظور افزایش ناحیه جذب انرژی دی‌اکسید تیتانیوم تا طول‌موج‌های مرئی انجام شده است.
حمیدرضا پوراعتدال، مجری طرح، ضمن اشاره به ترکیب آلی پارا آمینو فنول به‌عنوان یک آلاینده آب و همچنین فرایند فتوتخریب این آلاینده، هدف از انجام این طرح را اصلاح فتوکاتالیست دی‌اکسید تیتانیوم به‌منظور افزایش حساسیت آن در ناحیه طیف مرئی و افزایش بازدهی فرایند فتوتخریب ترکیب آلی مذکور عنوان کرد.
این محقق از افزایش بازدهی و سرعت فرایند تصفیه آب و کاهش هزینه آن به‌عنوان بارزترین مزایای استفاده از این نانوفتوکاتالیست یاد کرد.
وی افزود: در این تحقیق، یک نانوکامپوزیت سه‌جزئی متشکل از دی‌اکسید تیتانیوم، سولفید روی و رنگ‌دانه برمو تیمول سنتز شده است. اضافه شدن سولفید روی و برمو تیمول به دی‌اکسید تیتانیوم موجب می‌شود باند گپ بین لایه ظرفیت و لایه هدایت کاهش یابد.
وی ادامه داد: بنابراین الکترون با جذب انرژی کمتری از لایه ظرفیت به لایه‌ی هدایت منتقل شده و گونه‌های اکسنده متفاوتی از جمله یون هیدروکسیل تولید می‌کند. در مراحل بعد این گونه‌های با آلاینده‌ها واکنش داده و آن‌ها را به ترکیبات غیر سمی و بی‌خطر تبدیل می‌کنند. باید توجه داشت که ۹۶ درصد از تابش نور خورشید در ناحیه‌ی مرئی قرار دارد، بنابراین کاهش باند گپ لایه ظرفیت و هدایت در افزایش بازدهی فرایند فتوتخریب بسیار حائز اهمیت است.
پور اعتدال گفت: انتخاب یک روش مناسب کنترل شده مانند روش رسوبی جهت تولید نانوذرات ترکیبات جامد، اولین قدم اجرای طرح بود؛ پس از انتخاب روش، تهیه مواد اولیه و بهینه کردن شرایط، تولید نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم سنتز شد.
ویادامه داد: سپس این نانوذرات به‌وسیله نانوذرات سولفید روی و برمو تیمول آبی اصلاح شد و در پایان مرحله سنتز، از روش‌های مشخصه یابی جهت ارزیابی نانوذرات سنتز و اصلاح شده استفاده شد. همچنین پس از آماده‌سازی رآکتور، کارایی و میزان بازدهی این نانوذرات اصلاح شده در فتوتخریب ترکیب فنولی موردنظر مورد بررسی قرار گرفت.
به گفته وی، از محصول تولید شده در این طرح علاوه بر تسریع فرایند تصفیه‌ی آب، می‌توان در ساخت قطعات نوری نیز استفاده کرد.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر حمیدرضا پوراعتدال، عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر شاهین شهر و علی محمد سهرابی، دانش‌آموخته‌ی دوره کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرضا است. نتایج این کار در مجله Journal of the Iranian Chemical Society (جلد ۱۳، شماره ۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۷۳ تا ۷۹) به چاپ رسیده است.
نظر شما