محققان دانشگاه شهید چمران اهواز با هدف کاهش آلودگی‌های صنعتی، نانوکاتالیستی غیرسمی ساخته‌اند که در تجزیه‌ی آلاینده‌ها عملکرد بسیار مناسبی دارد. روش تولید این نانوکاتالیست، ساده و کم هزینه است. از نتایج این طرح می‌توان در ساخت فیلترهای تصفیه‌ی آب و هوا استفاده کرد.
اهواز: مقایسه‌ی عملکرد فوتوکاتالیستی نانوساختارهای مختلف اکسید روی
استفاده از خاصیت فوتوکاتالیستی نیمه رساناها، یکی از مؤثرترین روش‌های کاهش آلودگی‌های صنعتی در جهان است. در سال‌های اخیر، اکسیدروی به دلیل دارا بودن خواصی چون غیرسمی بودن، قیمت کم، پایداری فیزیکی و کارایی شیمیایی بالا مورد توجه ویژه‌ی محققان قرار گرفته است. علاوه‌بر این، این ماده در مقایسه با مواد تجاری دیگر در کاهش فوتوکاتالیستی برخی آلودگی‌ها، بازده بالاتری دارد. در این پژوهش تلاش شده است به کمک روشی ساده، نانوساختارهای مختلف اکسیدروی تولید و خاصیت فوتوکاتالیستی آن‌ها بررسی شود.
عصمت جعفرپور، کارشناس ارشد فیزیک از دانشگاه چمران، در خصوص لزوم تولید نانوساختارهای متفاوت می‌گوید: « از آنجا که واکنش فوتوکاتالیستی یک فرایند سطحی است، استفاده از نانوساختارها به علت بیشتر بودن سطح مؤثر، افزایش خاصیت فوتوکاتالیستی را به دنبال دارد. با این وجود، نانوساختارهای مختلف فعالیت فوتوکاتالیستی متفاوتی از خود نشان می‌دهند که وابسته به شکل و ساختار آن‌هاست».
نتایج این تحقیق نشان دهندهی تفاوت در عملکرد فوتوکاتالیستی نانوساختارهای مختلف تولید شده است. به طور کلی می‌توان گفت خاصیت فوتوکاتالیستی نانودیسک‌ها و نانوصفحات بیشتر از نانوذرات است و از طرفی این خاصیت در نانوذرات بیش از نانوسیم‌هاست. همچنین عملکرد فوتوکاتالیستی بسیاری از نمونه‌های ساخته شده در مقایسه با نانوذرات تیتانیای بهتر است که خود نشان دهندهی کارایی بالای اکسیدروی است.
عصمت جعفرپور، کارشناس ارشد فیزیک از دانشگاه چمران، در خصوص لزوم تولید نانوساختارهای متفاوت می‌گوید: « از آنجا که واکنش فوتوکاتالیستی یک فرایند سطحی است، استفاده از نانوساختارها به علت بیشتر بودن سطح مؤثر، افزایش خاصیت فوتوکاتالیستی را به دنبال دارد. با این وجود، نانوساختارهای مختلف فعالیت فوتوکاتالیستی متفاوتی از خود نشان می‌دهند که وابسته به شکل و ساختار آن‌هاست».
نتایج این تحقیق نشان دهندهی تفاوت در عملکرد فوتوکاتالیستی نانوساختارهای مختلف تولید شده است. به طور کلی می‌توان گفت خاصیت فوتوکاتالیستی نانودیسک‌ها و نانوصفحات بیشتر از نانوذرات است و از طرفی این خاصیت در نانوذرات بیش از نانوسیم‌هاست. همچنین عملکرد فوتوکاتالیستی بسیاری از نمونه‌های ساخته شده در مقایسه با نانوذرات تیتانیای بهتر است که خود نشان دهندهی کارایی بالای اکسیدروی است.
جعفرپور در ادامه با اشاره به مراحل انجام تحقیقات ابراز کرد: «در این تحقیق، ابتدا به کمک دو روش سل-ژل و تجزیه‌ی حرارتی دی‌هیدرات استات روی، نانوساختارهای مختلفی از قبیل نانوذرات کروی، نانوسیم‌ها و نانودیسک‌ها ساخته شد. خواص نانوساختارها با استفاده از دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف‌سنج (FT-IR)، طیف‌سنج UV-visible و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. در ادامه خاصیت فوتوکاتالیستی نانوساختارهای مختلف از طریق تجزیه‌ی رنگ متیلن آبی به عنوان نمونه‌ی آلایندهی صنعتی اندازه‌گیری شد».
تصاویر SEM ساختارهای مختلف اکسیدروی
براساس نتایج موجود، نمونه‌ی به‌دست آمده از طریق تجزیه‌ی حرارتی دی‌هیدرات استات روی در مدت ۵ ساعت در فاز بخار، بهترین خاصیت فوتوکاتالیستی را از خود نشان می‌دهد. این نمونه در ۳۰ دقیقه اول، بیش از ۷۲% و در ۱۲۰ دقیقه اول بیش از ۹۹% از رنگ متیلن آبی را تجزیه می‌کند. همچنین رابطه‌ی منطقی بین میزان جذب رنگ توسط نانوذرات اکسیدروی در ۳۰ دقیقه اول بدون تابش نور UV و خاصیت فوتوکاتالیستی، وجود دارد. براین اساس می‌توان گفت بسیاری از نمونه‌ها از مدل لانگمور-هینشلوود پیروی می‌کنند.
نتایج این تحقیق که حاصل همکاری دکتر منصور فربد- عضو هیئت علمی دانشگاه شهید چمران اهواز- و عصمت جعفرپور است و در مجله Ceramics International ( جلد ۴۰، شماره ۵، ماه ژانویه، سال ۲۰۱۴، صفحات ۶۶۰۵ تا ۶۶۱۰) انتشار یافته است.
