بررسی ساختار، عملکرد و کاربرد فوتوراکتورهای مبتنی بر پایه تیتانیم دی‌اکسید

فوتوکاتالیست، که از ترکیب دو واژه فوتو به معنی نور و کاتالیست درست شده است، به ماده‌ای گفته می‌شود که به منظور تجزیه آلاینده‌ها، تصفیه فاضلاب‌ها، بهبود کیفیت هوا و تولید گاز هیدروژن به‌کار گرفته می‌شوند. از میان این مواد، تیتانیم دی-اکسید به علت برخورداری از گاف انرژی مناسب، غیرسمی بودن، پایداری نوری و شیمیایی، دسترسی آسان و قیمت نسبتا ارزان، بیشتر مورد توجه است. یکی از مشکلات این مواد، نحوه جداسازی کاتالیست‌ها پس از پایان عملیات خالص‌سازی است که با بهره‌گیری از روش‌هایی چون رسوب‌گذاری بخار شیمیایی، رسوب‌گذاری بخار فیزیکی، سل- ژل، هیدروترمال و دیگر روشها می‌توان آن‌ها را روی نگهدارنده بی‌اثر پوشش‌دهی و تثبیت کرد. با توجه به نحوه بهره‌گیری از فوتوکاتالیست، فوتوراکتورها به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که از جمله آن‌ها می‌توان به راکتورهای: دوغابی، سیال بستر، ثابت بستر، الیاف نوری و فوتوالکتروشیمیایی اشاره کرد. از میان راکتورهای یادشده، سامانه‌های دوغابی عموماً بیشترین بازده را دارند اما مشکل جداسازی کاتالیست همچنان پابرجاست. راکتورهای ثابت بستر مونولیتی با در نظر گرفتن تمامی عوامل، نسبت به سایر راکتورها عملکرد مناسب‌تری را بروز می‌دهند. در این مقاله مروری، ضمن بررسی ساختار و عملکرد هر یک از انواع فوتوراکتورهای یادشده، نتایج برخی از جدیدترین تحقیقات انجام شده در این زمینه ارائه می‌شود.