به گزارش ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری،به طورکلی عملکرد نانومواد به صورت قابل ملاحظه ای به اندازه، شکل و مورفولوژی آن ها وابسته است. در سال های اخیر، تولید مواد معدنی دارای ساختار سه بعدی، به دلیل پتانسیل بالایشان در کاربردهای فتوکاتالیستی، موضوع بسیاری از فعالیت های تحقیقاتی شده است.
فیلترهای غشایی، حسگرهای گازی، سلول های خورشیدی رنگ دانه ای و ابزارهای ذخیره سازی انرژی از مهم ترین کاربردهای این نانومواد به شمار می روند. دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک ماده فتوکاتالیست شناخته شده، به صورت گسترده جهت تخریب مواد آلی موجود در هوا و آب مورد توجه و استفاده قرار گرفته است.
دکتر علیرضا بهرامیان محقق دانشگاه صنعتی همدان با اشاره به قیمت ارزان و پایداری بالای شیمیایی دی اکسید تیتانیوم به عنوان خصوصیات جالب توجه این ماده در خصوص اهداف این 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.
به گفته وی، نانوذره تولید شده در این طرح کارایی بالاتری نسبت به نمونه های مشابه در حذف رنگ های آلاینده از محیط آبی از خود به نمایش می گذارد.
بهرامیان در رابطه با سازوکار تشکیل ساختار مرجانی افزود: فیلم های نازک نانوساختار دی اکسید تیتانیوم با ساختار مرجانی شکل بر پایه مکانیسم رشد استوالد استوار هستند که طی این فرایند، نانوذرات دی اکسید تیتانیوم پس از تهیه، مجدداً در محلول حل شده و از آنجا که سرعت هسته زایی نانوذرات بیشتر از رشد آن هاست، لذا تعداد زیادی از هسته های اولیه در محلول شکل گرفته که موجب شکل گیری ساختارهای حفره ای دی اکسید تیتانیوم می شود. ادامه رشد ذرات در محلول و اتصال هسته ها به یکدیگر موجب شکل گیری ساختار مرجانی شکل از ذرات دی اکسید تیتانیوم می گردد.
عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی همدان ادامه داد: در طرح حاضر نوع خاصی از دی اکسید تیتانیوم با ساختار مرجانی شکل به کمک روش شیمیایی سل- ژل سنتز شده و نانوذرات تولید شده به وسیله روش لایه نشانی غوطه وری بر روی سطح لام شیشه ای رسوب داده شده اند. سپس خاصیت فتوکاتالیستی فیلم ایجاد شده در از بین بردن رنگ های شیمیایی آزو مورد بررسی قرار گرفته است.
بررسی ها نشان داده اند که تغییر ساختار این نانوذرات موجب افزایش سطح آن ها به میزان 167 مترمربع بر گرم شده و اندازه حفرات آن ها برابر با 12/3 نانومتر بوده است. این موضوع موجب افزایش خاصیت فتوکاتالیستی نانوذرات حاصل به میزان 1/5 برابر نانوذرات دی اکسید تیتانیوم تجاری P25 شده است.
این تحقیقات حاصل تلاش های دکتر علیرضا بهرامیان- عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی همدان- است. نتایج این کار در مجله ی Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (جلد 35، شماره ی 2، سال 2016، صفحات 27 تا 41) به چاپ رسیده است.
بهینه سازی خواص فتوکاتالیستی با سنتز نانوساختارهای مرجانی
