سنتز و شناسایی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید اصلاح شده و بررسی اثر آن بر فرآیند فوتوکاتالیستی تخریب رنگ ها

در این پژوهش، فوتوکاتالیست جدید zro2/tio2/nb2o5 (که با عنوان مخفف ztn نامگذاری می گردد)، طی فرآیند سل-ژل، به دنبال مخلوط نمودن پیش¬ماده¬های: زیرکونیم¬(iv) استیل¬استونات، نایوبیوم¬(v) اتوکسید و تیتانیوم¬ (iv) اتوکسید با نسبت مولی 5/2: 1: 1 دراتانول مطلق، و کلسینه نمودن در دماهای مورد نظر(400، 600، 800 درجه سانتی¬گراد) سنتز گردید. از روش های xrd، ft-ir، sem و edax جهـت تعیین ساختـار نانوکامپوزیـت های سنتز شده استفاده شد. بر اساس اطلاعات بدست آمده از تصاویر sem، از میان کاتالیست¬های سنتز شده، نمونه ای که در دمای تکلیس c°600 سنتز شده بود نسبت به دیگر کاتالیست¬ها، از اندازه ذرات کوچکتر (80 نانومتر) و کلوخگی کمتری برخوردار بودند. همچنین داده های حاصل از طیف-های xrd، نشان می¬داد که فاز بلوری tio2 موجود در ترکیب این کامپوزیت، آناتاز خالص بود. بنابراین تصمیم گرفته شد تا نانوکامپوزیت¬های /tio2 zro2 و /tio2 nb2o5 (که به ترتیب با عناوین zt و nt نامگذاری می شوند) نیز به روش سل-ژل و تحت دمای تکلیس c°600 سنتز شوند تا در نهایت مقایسه¬ای هم میان فعالیت فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت¬های دوتایی(zt و nt) و نانوکامپوزیت های سه تایی (ztn)، به عمل آید. در بخش بررسی کاربرد، فعالیت فوتوکاتالیستی ترکیبات سنتز شده بوسیله تخریب رنگ متیلن بلو (به عنوان یک آلاینده فاضلاب صنعتی) تحت پرتوهای فرابنفش مورد مطالعه قرار گرفت. از بین کاتالیست¬های کلسینه شده در دماهای مختلف، نانوذرات ztn کلسینه شده در دمای c°600 نسبت به دیگر نمونه¬های سنتز شده و همچنین نسبت به tio2 خالص سنتز شده، فعالیت فوتوکاتالیستی بهتری نشان دادند. پارامترهای مختلفی مانند: مقدار فوتوکاتالیست، ph محلول رنگ، غلظت اولیه محلول رنگ ، دمای محلول رنگ، اندازه سطح مقطع ظرف واکنش، فاصله سطح محلول رنگ تا لامپ و شدت نور فرابنفش جهت افزایش بازده تخریب رنگ، بهینه شدند.