نانوکاتالیست غیرسمی برای کاهش آلودگی‌های صنعتی در کشور ساخته شد

محققان دانشگاه شهید چمران اهواز با هدف کاهش آلودگی های صنعتی، نانوکاتالیستی غیرسمی ساخته اند که در تجزیه آلاینده ها عملکرد بسیار مناسبی دارد.

روش تولید این نانوکاتالیست غیر سمی، ساده و کم هزینه است و از نتایج آن می توان در ساخت فیلترهای تصفیه آب و هوا استفاده کرد.

استفاده از خاصیت فوتوکاتالیستی نیمه رساناها، یکی از مؤثرترین روش های کاهش آلودگی های صنعتی در جهان به شمار می آید.

در سال های اخیر، اکسید روی به دلیل دارا بودن خواصی چون غیرسمی بودن، قیمت کم، پایداری فیزیکی و کارایی شیمیایی بالا مورد توجه ویژه محققان قرار گرفته است، علاوه بر این، این ماده در مقایسه با مواد تجاری دیگر در کاهش فوتوکاتالیستی برخی آلودگی ها بازده بالاتری دارد.

در پژوهش محققان دانشگاه شهید چمران اهواز تلاش شده است به روشی ساده، نانوساختارهای مختلف اکسیدروی تولید و خاصیت فوتوکاتالیستی آن ها بررسی شود.

کارشناس ارشد فیزیک دانشگاه چمران اهواز و از همکاران این طرح پژوهشی درخصوص لزوم تولید نانوساختارهای متفاوت می گوید: از آنجا که واکنش فوتوکاتالیستی یک فرایند سطحی است، استفاده از نانوساختارها به علت بیشتر بودن سطح مؤثر، افزایش خاصیت فوتوکاتالیستی را به دنبال دارد.

عصمت جعفرپور تاکید کرد: با این وجود، نانوساختارهای مختلف فعالیت فوتوکاتالیستی متفاوتی از خود نشان می دهند که وابسته به شکل و ساختار آن هاست.

نتایج این تحقیق نشان دهنده تفاوت در عملکرد فوتوکاتالیستی نانوساختارهای مختلف تولید شده است.

به طور کلی می توان گفت خاصیت فوتوکاتالیستی نانودیسک ها و نانوصفحات بیشتر از نانوذرات است و از طرفی این خاصیت در نانوذرات بیش از نانوسیم هاست.

همچنین عملکرد فوتوکاتالیستی بسیاری از نمونه های ساخته شده در مقایسه با نانوذرات تیتانیای بهتر است که خود نشان دهنده کارایی بالای اکسیدروی است.

جعفرپور درباره مراحل انجام تحقیقات نیز گفت: در این تحقیق، ابتدا به کمک دو روش سل-ژل و تجزیه حرارتی دی هیدرات استات روی، نانوساختارهای مختلفی از قبیل نانوذرات کروی، نانوسیم ها و نانودیسک ها ساخته شد و خواص نانوساختارها با استفاده از دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنج (FT-IR)، طیف سنج UV-visible و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت.

در ادامه خاصیت فوتوکاتالیستی نانوساختارهای مختلف از طریق تجزیه رنگ متیلن آبی به عنوان نمونه آلاینده صنعتی اندازه گیری شد.

براساس نتایج موجود، نمونه به دست آمده از طریق تجزیه حرارتی دی هیدرات استات روی در مدت پنج ساعت در فاز بخار، بهترین خاصیت فوتوکاتالیستی را از خود نشان می دهد.

این نمونه در 30 دقیقه اول، بیش از 72 درصد و در 120 دقیقه اول بیش از 99 درصد از رنگ متیلن آبی را تجزیه می کند.

همچنین رابطه منطقی بین میزان جذب رنگ توسط نانوذرات اکسیدروی در 30 دقیقه اول بدون تابش نور UV و خاصیت فوتوکاتالیستی، وجود دارد و براین اساس می توان گفت بسیاری از نمونه ها از مدل لانگمور- هینشلوود پیروی می کنند.

نتایج این تحقیق که حاصل همکاری منصور فربد عضو هیات علمی دانشگاه شهید چمران اهواز و عصمت جعفرپور است در مجله Ceramics International ( جلد 40، شماره 5، ماه ژانویه، سال 2014، صفحات 6605 تا 6610) انتشار یافته است.