به گزارش روز دوشنبه گروه علمي ايرنا از ستاد ويژه توسعه فناوري نانو رياست جمهوري، واژه فتوكاتاليست در اصل به معني شتاب بخشيدن به يك واكنش فوتوني توسط كاتاليست است. برخي مواد نيمه‌رسانا اين قابليت را با جذب نور از خود بروز مي دهند. عمده كاربرد اين نانوذرات در حذف آلاينده‌هاي آب و هوا و همچنين سلول‌هاي خورشيدي است.
ضعف اصلي اين نانوذرات بازدهي كم آن‌ها در استفاده از نور خورشيد است. در سال‌هاي اخير روش‌هاي متفاوتي جهت بهبود عملكرد اين نانوذرات آزمايش شده و موفقيت‌هاي زيادي در اين زمينه كسب شده است. بااين‌وجود،تلاش‌ها براي افزايش كارايي هرچه بيشتر آن‌ها در حال انجام است.
دكتر محمدمحسن مؤمني هامانه محقق دانشگاه صنعتي اصفهان با معرفي نانوذرات دي‌اكسيد تيتانيوم به‌عنوان يك ماده فتوكاتاليست پربازده و مقرون‌به‌صرفه، به ضعف عمده اين نانوذرات اشاره كرد و گفت: دي‌اكسيد تيتانيوم به علت قيمت پايين، روش تهيه آسان و پايداري بالا از ساير فتوكاتاليست‌ها بهتر و كاربردي‌تر است. اما عيب اصلي اين ماده اين است كه فقط مي‌تواند نور فرابنفش را جذب كند و اين موضوع كاربرد عملي فتوكاتاليست‌ها را محدود كرده است. بنابراين در اين طرح سعي شده با ايجاد يك ساختار نانوكامپوزيتي بازدهي اين نانوذرات به ميزان مطلوبي رسانده شود.
به گفته مومني با اين عمليات بهينه‌سازي بر روي نانوذرات، سرعت واكنش‌هاي فتوكاتاليستي افزايش مي‌يابد. به علت جذب نور مرئي ديگر نيازي به تابش فرابنفش نيست و قيمت كلي فرايند كاهش مي‌يابد. همچنين در اين روش، آلودگي ناشي از رها شدن نانوذرات در محيط كاهش مي يابد.
وي در خصوص نوآوري‌هاي طرح حاضر افزود: در اين طرح به‌منظور افزايش نسبت سطح به حجم و درنتيجه افزايش بازدهي فرايند فتوكاتاليستي از نانولوله‌هاي دي‌اكسيد تيتانيوم به جاي نانوذرات كروي استفاده شده است. از طرفي با ايجاد يك ساختار نانوكامپوزيتي با استفاده از تري اكسيد تنگستن و همچنين پوشش دهي نانوذرات پالاديوم بر روي نانوفتوكاتاليست كامپوزيتي عملكرد فتوكاتاليستي دي‌اكسيد تيتانيوم بهينه شده است.
عضو هيأت علمي دانشگاه صنعتي اصفهان در رابطه با مراحل انجام اين پژوهش تصريح كرد: ابتدا از طريق آندايزينگ ورق‌هاي تيتانيوم در حلال‌هاي نمك‌هاي مختلف تنگستن، نانولوله‌هاي كامپوزيتي تري اكسيد تنگستن- دي‌اكسيد تيتانيوم بهينه، سنتز شد. براي اين منظور حلال‌هاي مختلفي استفاده و پارامترهاي مختلفي همچون دما، زمان، غلظت گونه‌ها، سرعت هم زدن و ولتاژ اعمالي بررسي و مطالعه شد. در اين راستا نمك‌هاي مختلف تنگستن مورد بررسي قرار گرفت و بهترين نمك انتخاب شد. در ادامه با استفاده از روش رسوب‌دهي نوري، نانوذرات پالاديوم بر روي سطح نانولوله‌هاي كامپوزيتي حاصل ايجاد شد. سپس نمونه‌هاي تهيه شده حراراتي داده شد و مورفولوژي، تركيب، ريزساختار و شكاف باند ارزيابي شد. در نهايت فعاليت فتوكاتاليستي نانولوله‌هاي كامپوزيتي در تصفيه آب‌هاي آلوده و تحت تابش نور مرئي مورد مطالعه قرار گرفت.
اين تحقيقات حاصل تلاش دكتر محمدمحسن مؤمني هامانه و دكتر يوسف غايب - اعضاي هيأت علمي دانشگاه صنعتي اصفهان- است.
نتايج اين كار در مجله Ceramics International (جلد 42،سال 2016، صفحات 11209 تا 11216) به چاپ رسيده است.
علمي(1)**1023**1440
تهران-ايرنا-محققان دانشگاه صنعتي اصفهان با بهره‌گيري از روش مهندسي سطح، موفق به افزايش كارايي نانوذرات فتوكاتاليست شده‌اند. اين نانوذرات مهندسي شده كاربردهايي مانند تصفيه آب به كمك نور خورشيد، ساخت حسگرهاي گازي و سلول‌هاي خورشيدي پربازده دارند.
