مروری بر روش‌های بهبود نانولوله‌های TiO2 برای استفاده در تجزیه فوتوکاتالیستی مواد رنگزا

سالانه مواد رنگزا‌‌‌‌‌‌‌‌ زیست تجزیه‌‌‌‌ناپذیر موجود در صنایع نساجی، چرم‌‌‌‌، کاغذ، غذایی، سل‌‌‌‌های فوتوالکتروشیمیایی به جریانات طبیعی آب تخلیه می‌‌‌‌شود. آرایه‌‌‌‌های نانولوله‌‌‌‌ای بسیار منظم TiO2 تهیه شده با آندایزینگ تیتانیم، به‌دلیل سطح ویژه بزرگ، توانایی اکسیدکنندگی قوی و عملکرد عالی انتقال بار، در سال‌‌‌‌های اخیر به طور گسترده به عنوان فوتوکاتالیست برای تجزیه مواد رنگزا‌‌‌‌‌‌‌‌ به کار می‌‌‌‌رود. با این وجود، معایب TiO2 گاف انرژی وسیع (eV 2/3-3) و نرخ بالای بازترکیب الکترون- حفره حاصل از نور است که کاربرد نانولوله‌‌‌‌های TiO2 را در استفاده از نور مرئی برای تجزیه آلودگی‌‌‌‌های آلی محدود می‌‌‌‌کند. به ‌‌‌‌این منظور در سال‌‌‌‌های اخیر تلاش‌‌‌‌های بسیاری برای اصلاح نانولوله‌‌‌‌های TiO2، برای افزایش جذب نور تا محدوده نور مرئی، محدود نمودن گاف انرژی، افزایش مساحت سطح و جلوگیری از بازترکیب حامل‌‌‌‌های بار، صورت گرفته است. برای غلبه بر این محدودیت‌‌‌‌ها و افزایش فعالیت فوتوکاتالیستی نانولوله‌‌‌‌ها روش‌‌‌‌های مختلفی بررسی شده است که عبارتند از: آرایش با ذرات فلزات نجیب، آلایش با عناصر فلزی، اصلاح با نیمه‌‌‌‌رسانا و آلایش با عناصر غیرفلزی.