محققان دانشگاه شهید چمران اهواز با هدف کاهش آلودگی‌های صنعتی، نانوکاتالیستی غیرسمی ساخته‌اند که در تجزیه‌ی آلاینده‌ها عملکرد بسیار مناسبی دارد.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، استفاده از خاصیت فتوکاتالیستی نیمه‌ رساناها، یکی از مؤثرترین روش‌های کاهش آلودگی‌های صنعتی در جهان است. در سال‌های اخیر، اکسید روی به دلیل دارا بودن خواصی همچون 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 فتوکاتالیستی برخی آلودگی‌ها، بازده بالاتری دارد. در این پژوهش تلاش شده است به کمک روشی ساده، نانوساختارهای مختلف اکسیدروی تولید و خاصیت فتوکاتالیستی آن‌ها بررسی شود.

عصمت جعفرپور، کارشناس ارشد فیزیک دانشگاه چمران و محقق طرح در خصوص لزوم تولید نانوساختارهای متفاوت گفت: از آنجا که واکنش فتوکاتالیستی یک فرایند سطحی است، استفاده از نانوساختارها به علت بیشتر بودن سطح مؤثر، افزایش خاصیت فتوکاتالیستی را به دنبال دارد. با این وجود، نانوساختارهای مختلف فعالیت فتوکاتالیستی متفاوتی از خود نشان می‌دهند که وابسته به شکل و ساختار آن‌هاست.

وی افزود: نتایج این تحقیق نشان دهنده‌ی تفاوت در عملکرد فتوکاتالیستی نانوساختارهای مختلف تولید شده است. به طور کلی می‌توان گفت خاصیت فتوکاتالیستی نانودیسک‌ها و نانوصفحات بیشتر از نانوذرات است و از طرفی این خاصیت در نانوذرات بیش از نانوسیم‌هاست. همچنین عملکرد فتوکاتالیستی بسیاری از نمونه‌های ساخته شده در مقایسه با نانوذرات تیتانیا بهتر است که خود نشان دهنده کارایی بالای اکسیدروی است.

جعفرپور در ادامه با اشاره به مراحل انجام تحقیقات اظهار 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 فتوکاتالیستی نانوساختارهای مختلف از طریق تجزیه‌ی رنگ متیلن آبی به عنوان نمونه‌ی آلاینده صنعتی اندازه‌گیری شد.

محقق طرح تصریح کرد: بر اساس نتایج موجود، نمونه‌ی به‌ دست آمده از طریق تجزیه‌ی حرارتی دی‌هیدرات استات روی، در مدت پنج ساعت در فاز بخار، بهترین خاصیت فتوکاتالیستی را از خود نشان می‌دهد. این نمونه در 30 دقیقه اول، بیش از 72 درصد و در 120 دقیقه اول بیش از 99 درصد از رنگ متیلن آبی را تجزیه می‌کند. همچنین رابطه‌ی منطقی بین میزان جذب رنگ توسط نانوذرات اکسیدروی در 30 دقیقه اول بدون تابش نور UV و خاصیت فوتوکاتالیستی، وجود دارد. براین اساس می‌توان گفت بسیاری از نمونه‌ها از مدل لانگمور-هینشلوود پیروی می‌کنند.

جعفر پور یادآور شد: روش تولید این نانوکاتالیست، ساده و کم هزینه است و از نتایج این طرح می‌توان در ساخت فیلترهای تصفیه‌ی آب و هوا استفاده کرد.

نتایج این تحقیق که حاصل همکاری دکتر منصور فربد عضو هیات علمی دانشگاه شهید چمران اهواز و عصمت جعفرپور است، در مجله Ceramics International انتشار یافته است.

انتهای پیام