در این پژوهش، سنتز نانو ذرات تیتانیم دی اکسید دوپه شده با نیتروژن با استفاده از روش سل- ژل، در محیط شدیداً اسیدی و با بکارگیری پیش ماده های ticl4 و اوره و سنتز تیتانیم دی اکسید دوپه شده با گوگرد، با استفاده از مواد اولیه تیتانیم تترا ایزوپروپوکساید و تیواوره با روش سل- ژل انجام شد و در نهایت سنتز نانوساختارهای روی اکسید دوپه شده با نیتروژن و روی اکسید دوپه شده با گوگرد، به ترتیب به روش های هیدروترمال و سل- ژل و با استفاده از پیش ماده های روی استات دو آبه و محلول آمونیاک برای حالت دوپه شده با نیتروژن و روی کلراید و تیو اوره برای حالت دوپه شده با گوگرد، انجام شد. مواد حاصل با استفاده از آنالیزهای طیف سنجی زیرقرمز (ft-ir)، طیف سنجی ماوراء بنفش- مرئی (spectroscopy uv-visible)، پراش پرتو اشعه ایکس پودری (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) تجهیز شده با (edx)، وزن سنجی دمایی-کالریمتری روبشی دیفرانسیلی (tg-dsc) و اندازه گیری مساحت سطح ویژه و توزیع اندازه حفرات (bet-bjh)، مورد شناسایی قرار گرفتند. بر اساس نتایج حاصل از شناسایی مواد، اندازه ذرات تیتانیم دی اکسید دوپه شده با نیتروژن و تیتانیم دی اکسید دوپه شده با گوگرد، به ترتیب nm9 و 10 بوده و گاف انرژی نانو ذرات تیتانیم دی اکسید دوپه شده با گوگرد و تیتانیم دی اکسید دوپه شده با نیتروژن در هر دو مورد ev 8/2 تخمین زده شد. همچنین گاف انرژی نانو ذرات روی اکسید دوپه شده با نیتروژن و گوگرد به ترتیبev 75/2 و 6/2 می باشد. سپس خواص فوتوکاتالیزوری نانو ساختارهای تیتانیم دی اکسید و روی اکسید دوپه شده با نیتروژن و گوگرد، در مقایسه با نانو ساختارهای تیتانیم دی اکسید و روی اکسید خالص، جهت تخریب رنگ کنگورد مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از واکنش های فوتوشیمیایی نشان داد که نانوذرات دوپه شده با نیتروژن و گوگرد در مقایسه با حالت خالص، فوتوکاتالیزورهای موثرتری تحت نور مرئی می باشند.

در این تحقیق نانو ساختارهای تیتانیوم دی اکساید (tio2)و روی اکسید(zno) با بکارگیری روش جدیدی تهیه شدند. از رنگ با گاف انرژی باریک به عنوان حساسگر نوری در فعالیت فوتوکاتالیزوری نیمه هادی های tio2و znoاستفاده شد. سطح نانوذرات znoو tio2با رنگ سودان رد 7bپوشش داده شد و ذرات حاصله بعنوان فوتوکاتالیزورهای اصلاح شده جهت تجزیه فنل مورد استفاده قرار گرفت. این مواد با آنالیزهای پراش پرتو ایکس (xrd)، طیفسنجیزیرقرمز(ft-ir) میکروسکوپ الکترونی روبشی ( (sem و طیف سنجی (uv-vis)شناسایی شدند. پارامتر های مختلفی شاملph، غلظت رنگ و منبع تابش مورد بررسی قرار گرفت. نانوذرات tio2و znoاصلاح شده با رنگ، فعالیت فوتوکاتالیزوری بالاتری نسبت به نانوذرات tio2و znoخالص تحت نور مرئی نشان دادند. در مدت زمان 45 دقیقه نورتابی، نانو ذرات tio2اصلاح شده با رنگ تقریبا 87% از فنل را حذف کرد در حالیکه نانوذرات tio2خالص 18% فنل را حذف کردند. میزان70% از آلاینده فنل توسط نانو ذرات znoاصلاح شده در مدت زمان 180 دقیقه تخریب شد در حالی که درصد تخریب نوری برای نانو ذرات znoخالص به 24% کاهش یافت. مکانیسم عمل هر دو کاتالیزور اصلاح شده با رنگ مشابه و مبتنی بر تحریک نوری نیمه هادی ها (tio2و zno) و مولکول های رنگ و به دنبال آن انتقال بار می باشد.