بررسی تجربی اثر فوتوکاتالیستی نانوساختاری دی اکسید تیتانیوم در تصفیه ی گازها

در میان انواع آلاینده های هوا، بیش از 300 گونه ی ترکیبات آلی فرار در هوای درون ساختمانی وجود دارند، که از بین انواع مختلف این ترکیبات بنزن، بدلیل داشتن درجه ی سمیت بالا و سرطان زایی محرز، به عنوان یکی از خطرناک ترین آلاینده ها محسوب می شود. در میان روش های متفاوتی که برای تصفیه ی هوا وجود دارد، تکنیک های فوتوکاتالیستی به دلیل بازدهی بالا و استفاده از نور خورشید به عنوان منبع انرژی ، پیش تاز می باشند. تیتانیا به دلیل قدرت بالای اکسایشی و انتقال حامل های بار و هم چنین به دلیل در دسترس بودن، سمیت پایین و پایداری شیمیایی به عنوان یکی از پرکاربردترین نیمه رساناها در فرایندهای فوتوکاتالیستی می باشد، اگرچه به دلیل داشتن گاف انرژی پهن در ناحیه ی فرابنفش (3-3.2 الکترون ولت) فقط 3 الی 5 درصد از کل انرژی خورشیدی برای تیتانیا قابل استفاده خواهد بود. برای رفع این مشکل روش های مختلفی مانند بهبود راندمان نوری در ناحیه ی مرئی، آلایش با یون های فلزی و غیر فلزی و جفت کردن با سایر نیم رساناها با گاف انرژی باریک تر به کار گرفته می شود، تا به این ترتیب، گاف انرژی تیتانیا از ناحیه ی فرابنفش به ناحیه ی مرئی منتقل شود. در این پروژه سعی شده است تا با تهیه ی لایه های نازک تیتانیا به روش های مختلف غوطه وری با مسیر سل ژلی و اسپری پایرولیز ،اثر فوتوکاتالیستی آن ها در تخریب بنزن مورد بررسی قرار گیرد. نتایج به دست آمده نشان داده است که لایه های نازک تیتانیای به دست آمده از هردو روش موجب تخریب بنزن در حضور تابش فرابنفش شدند.در ادامه، برای استفاده از نور مرئی در فرایند فوتوکاتالیستی ، لایه های بدست آمده به روش سل ژلی با کربن،گوگرد و نیتروژن آلاییده شدند. لایه های آلاییده شده مطابق انتظار، بازده ی بیشتری را نسبت به لایه های بدون آلایش، تحت تابش مرئی، از خود نشان دادند. با توجه به نتایج حاصله انتظار می رود با بهینه سازی راکتورهای ساخته شده، بازده ی بالایی در تصفیه ی انواع گازها حاصل شود.