گروهی از پژوهشگران ایرانی با افزودن فلزاتی نظیر نقره، آهن و روی به نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم، توانستند فرایند تخریب فوتوکاتالیستی رنگدانه‌ها را به کمک این نانوذرات در شرایط نور مرئی انجام دهند.
تخریب فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت دی‌اکسید تیتانیوم در نور مرئی
گروهی از پژوهشگران ایرانی با افزودن فلزاتی نظیر نقره، آهن و روی به نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم، توانستند فرایند تخریب فوتوکاتالیستی رنگدانه‌ها را به کمک این نانوذرات در شرایط نور مرئی انجام دهند.
مهندس محمدحسن ایمانیه، دانشجوی دکتری دانشگاه علم و صنعت ایران در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو گفت: «افزودن برخی از فلزات و یا اکسیدهای فلزی، موجب تغییر در برخی خواص فوتوکاتالیستی نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم می‌شود، یکی از این تغییرات نزدیک شدن طول موج جذب نانودی‌اکسید تیتانیوم از فرابنفش به مرئی است».
کارشناس ارشد فناوری نانو گفت: «در طرح حاضر، شرایط ساخت نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم با ابعاد ۵۰ نانومتر به روش سل-ژل، در شرایط اسیدی و بازی ارزیابی شد. در ادامه، نانوکامپوزیت‌های دی‌اکسید تیتانیوم نقره، آهن و روی ساخته شدند و بدین وسیله، طول موج جذب نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم تا حد امکان به طول موج جذب مرئی نزدیک گردید. در نهایت هم رفتار فوتوکاتالیستی تمامی نمونه‌های تولید شده، بررسی شد و نتایج قابل توجهی به‌دست آمد».
بنابر اظهار آقای ایمانیه، نتایج پژوهش نشان می‌دهد که انجام آزمایش‌ها در شرایط بازی، مستلزم طراحی و صرف هزینه‌ی بیشتری است. همچنین پیچیدگی فرآیند تولید و تنوع فازی در این محیط بیشتر است ولی در شرایط اسیدی به دلیل ساده بودن و تنوع فازی کمتر، آزمایش‌ها به طور کامل انجام شد.
مهندس ایمانیه افزود: «بررسی‌ها حاکی از آن است که نانوکامپوزیت نقره، بهترین بازده تخریب فوتوکاتالیستی رودامین (نوعی رنگ سمی) را در بین نمونه‌های تولید شده، دارد. همچنین کوچکترین ذرات تولید شده متعلق به نانوکامپوزیت آهن و بزرگترین آنها، ذرات نانوکامپوزیت روی است. در تمامی موارد لامینسانس (تابش فوتون‌های فرابنفش، مرئی یا فروسرخ از یک نمونه‌ی تحریک‌شده با الکترون‌ها) تقریبا در طول موج ۴۱۷ نانومتر اتفاق افتاد که حاکی از نقل و انتقالات الکترونی مشابه در ۳ نانوکامپوزیت است».
از دیگر نتایج این پژوهش می‌توان به کاهش دمای تبلور آناتاز و روتایل نانوکامپوزیت‌ها نسبت به نانودی‌اکسید تیتانیوم خالص اشاره کرد که در این بین، بیشترین کاهش دمای تبلور آناتاز، متعلق به نانوکامپوزیت روی و بیشترین کاهش دمای تبلور روتایل، متعلق به نانوکامپوزیت نقره است.
مهندس ایمانیه مزیت این پژوهش نسبت به سایر تحقیقات را تولید نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم به روش سل-ژل در شرایط بازی عنوان کرد و گفت: «نتیجه‌ی این امر، سنتز نانوبلت (نانوتسمه) و نانومیله‌ی دی‌اکسید تیتانیوم بود».
گفتنی است که هم‌اکنون از نتایج این پژوهش در پروژه‌ی تصفیه‌ی پساب فاضلاب‌های شهری برای مصارف کشاورزی(در مقیاس نیمه صنعتی در پژوهشکده‌ی مهندسی سازمان فضایی ایران به سفارش کمیته‌ی نانوفناوری وزرات جهاد کشاورزی) استفاده می‌شود.
جزئیات این پژوهش -که با همکاری مهندس یاسر وحید شاد -کارشناس ارشد مواد پژوهشکده‌ی هوا فضا-، مهندس کیوان شعبانی-مدیر گروه نانوفناوری پژوهشکده‌ی مهندسی سازمان فضایی ایران– دکتر سعید شاخصی-معاون پژوهشی مهندسی سازمان فضایی ایران -، آقای پرویز نورپور-کارشناس ارشد شیمی صنایع هواپیمایی، خانم الهام سلیمی-دانشجوی کارشناسی ارشد فیزیک دانشگاه بین‌المللی امام خمینی و مهندس تیمور کیوانلو-دانشجوی کارشناسی ارشد پژوهشگاه مواد و انرژی انجام شده‌است- در مجله‌یBrief Reports and Reviews Nano(جلد ۵، صفحات ۲۸۵-۲۷۹، سال ۲۰۱۰) منتشر شده‌است.
