ترکیبات رنگی از آب حذف می شوند
به‌طورکلی، عملکرد نانومواد به‌صورت قابل‌ملاحظه‌ای به اندازه، شکل و مورفولوژی آن‌ها وابسته است. در سال‌های اخیر، تولید مواد معدنی دارای ساختار سه‌بعدی، به دلیل پتانسیل بالایشان در کاربردهای فتوکاتالیستی، موضوع بسیاری از فعالیت‌های تحقیقاتی شده است.
فیلترهای غشایی، حسگرهای گازی، سلول‌های خورشیدی رنگ‌دانه‌ای و ابزارهای ذخیره‌سازی انرژی از مهم‌ترین کاربردهای این نانومواد به شمار می‌روند. دی‌اکسید تیتانیوم به‌عنوان یک ماده فتوکاتالیست شناخته شده، به‌صورت گسترده جهت تخریب مواد آلی موجود در هوا و آب مورد توجه و استفاده قرار گرفته است.
علیرضا بهرامیان، مجری طرح، ضمن اشاره به قیمت ارزان و پایداری بالای شیمیایی دی‌اکسید تیتانیوم به‌عنوان خصوصیات جالب توجه این ماده در خصوص اهداف طرح گفت: در این پژوهش با استفاده از یک روش شیمیایی، یک نوع خاص از اکسید تیتانیوم با ساختار مرجانی شکل سنتز شده و کارایی آن در راستای حذف ترکیبات رنگی آلاینده از محیط آبی مورد مطالعه قرار گرفته است.
وی افزود: نانوذره تولید شده در این طرح کارایی بالاتری نسبت به نمونه‌های مشابه در حذف رنگ‌های آلاینده از محیط آبی از خود به نمایش می‌گذارد.
بهرامیان در رابطه با سازوکار تشکیل ساختار مرجانی خاطرنشان کرد: فیلم‌های نازک نانوساختار دی‌اکسید تیتانیوم با ساختار مرجانی شکل بر پایه مکانیسم رشد استوالد استوار هستند که طی این فرایند، نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم پس از تهیه، مجدداً در محلول حل شده و از آنجا که سرعت هسته‌زایی نانوذرات بیشتر از رشد آن‌هاست، لذا تعداد زیادی از هسته‌های اولیه در محلول شکل گرفته که موجب شکل گیری ساختارهای حفره‌ای دی‌اکسید تیتانیوم می شود.
وی افزود: ادامه رشد ذرات در محلول و اتصال هسته‌ها به یکدیگر موجب شکل‌گیری ساختار مرجانی شکل از ذرات دی‌اکسید تیتانیوم می شود.
به گفته این محقق، در طرح حاضر نوع خاصی از دی‌اکسید تیتانیوم با ساختار مرجانی شکل به کمک روش شیمیایی سل- ژل سنتز شده و نانوذرات تولید شده به‌وسیله روش لایه نشانی غوطه‌وری بر روی سطح لام شیشه‌ای رسوب داده شده‌اند؛ سپس خاصیت فتوکاتالیستی فیلم ایجاد شده در از بین بردن رنگ‌های شیمیایی آزو مورد بررسی قرار گرفته است.
وی عنوان کرد: بررسی‌ها نشان داده‌اند که تغییر ساختار این نانوذرات موجب افزایش سطح آن‌ها به میزان ۱۶۷ مترمربع بر گرم شده و اندازه حفرات آن‌ها برابر با ۱۲.۳ نانومتر بوده است. این موضوع موجب افزایش خاصیت فتوکاتالیستی نانوذرات حاصل به میزان ۱.۵ برابر نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم تجاری P۲۵ شده است.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر علیرضا بهرامیان- عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی همدان- است. نتایج این کار در مجله Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (جلد ۳۵، شماره ۲، سال ۲۰۱۶، صفحات ۲۷ تا ۴۱) به چاپ رسیده است.
