|
محققان دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، با بررسی فعالیت فتوکاتالیزوری نانوذرات
تیتانیوم دی‌اکسید مختلف، نقش مهم ترکیب فازهای مختلف آناتاز و روتیل نانوذرات
تیتانیوم دی‌اکسید را در حذف آلاینده‌های زیست محیطی با قابلیت تجزیه حیاتی پایین
را گزارش نمودند.
فعالیت فتوکاتالیزوری نیمه‌رساناهای اکسیدی در حذف بسیاری از آلاینده‌های آلی و
معدنی به اثبات رسیده است. در این فرایندها، از تابش نوری با طول موج مناسب بر سطح
نیمه‌رسانای اکسیدی، جفت حفره- الکترون تشکیل می‌شود که در واقع حفره، خاصیت
اکسیدکنندگی و الکترون خاصیت احیاکنندگی قابل توجهی دارند. تا کنون تلاش زیادی برای
افزایش فعالیت نیمه‌رساناهای اکسیدی در حذف آلاینده‌های زیست‌محیطی صورت گرفته که
از آن جمله می‌توان به دوپینگ این ذرات با عناصری نظیر نقره، طلا، مس و …، کوپل
ذرات نیمه‌رسانا با سایر نیمه‌رساناهای اکسیدی و همچنین استفاده از نیمه‌رساناهای
اکسیدی در ابعاد نانو اشاره کرد.
دکتر محمدعلی بهنژادی و همکارانش، فعالیت فتوکاتالیزوری نانوذرات تیتانیوم دی‌اکسید
تجاری با ساختار کریستالی و ابعاد متفاوت را در حذف یک آلاینده مدل از صنعت نساجی
بررسی نمودند.
این محققان در یک کار تحقیقاتی، ابتدا نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم تجاری را در
اندازه‌ها و ساختارهای کریستالی متفاوت تهیه کرده، سپس با استفاده از دستگاه XRD
مشخصات کامل این ذرات را از نظر ابعاد و ساختار کریستالی مورد بررسی و تجزیه و
تحلیل قرار داده‌اند. گفتنی است که نتایج حاصل از دستگاه XRD، با اطلاعاتی که از
شرکت سازنده برای نمونه‌ها داده شده بود، مطابقت بسیار مناسبی داشته است.
در مرحله بعد برای مقایسه فعالیت این ذرات در حذف آلاینده مدل، ابتدا میزان جذب
سطحی آلاینده را روی سطح این ذرات مطالعه و ایزوترم جذب سطحی آنها را بدست آورده و
در مرحله آخر، فعالیت فتوکاتالیزوری ذرات تحت تابش نور فرابنفش را در یک فتوراکتور
ناپیوسته از جنس کوارتز در شرایط عملیاتی مختلف نظیر شدت تابش‌های مختلف، غلظت‌های
مختلف از آلاینده مدل و مقادیر متفاوت فتوکاتالیزور مقایسه نموده‌اند.
نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که ساختار کریستالی و اندازه، در فعالیت فتوکاتالیزوری
این ذرات، نقش به سزایی دارد. به عبارت دیگر، ترکیب فاز آناتاز و روتیل دی‌اکسید
تیتانیوم نقش مهمی در جداسازی جفت حفره و الکترون داشته و باعث افزایش فعالیت
فتوکاتالیزوری این ذرات شده است. از طرف دیگر مقایسه فعالیت فتوکاتالیزوری دو نمونه
تجاری با فازهای تقریبا مشابه، اما با اندازه‌های متفاوت نشان می‌دهد که کاهش
اندازه بیش از حد این ذرات، سبب افزایش فعالیت فتوکاتالیزوری نمی‌شود.
نکته حایز اهمیت این است که کلیه صنایعی که پساب‌های حاوی آلاینده‌های زیست محیطی
با قابلیت تجزیه حیاتی پایین تولید می‌کنند، می‌توانند برای تصفیه این پساب‌ها، از
فتوراکتورهای حاوی این نانوذرات نیمه‌رسانا بهره بگیرند.
جزئیات این پژوهش که با همکاری آقایان ناصر مدیرشهلا، محمد شکری، هادی الهام و خانم
آرزو زینی‌نژاد انجام شده، در
مجلهJournal of Environmental Science and Health
Part A (جلد ۴۳، صفحات ۴۶۰–۴۶۷، سال ۲۰۰۹) منتشر شده است.
|
