مروری بر خواص الکترونیکی و ساختاری فتوکاتالیزگرهای تیتانیوم دی اکسید برای حذف آلاینده های زیست محیطی پساب ها

پژوهش های شیمیایی و نانو مواد

دوره 2، شماره 2 - شماره پیاپی 6، شهریور 1402، صفحه 54-77   

نوع مقاله: مقاله مروری

نویسندگان

عبدالحمید دهقانی^* ؛ اعظم مؤذنی بیستگانی؛ میلاد قزلسفلو؛ سهیل دهقانی سیاهکی؛ حمید رضا مرادی

گروه شیمی آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، کاشان

چکیده

امروزه، تصفیه آلاینده های زیست محیطی پساب­ها(رنگ‌های نساجی و فاضلاب‌های ناشی از پساب­های دارویی) به یکی از مسائل چالش‌ برانگیز تبدیل شده‌است و روش‌های متعددی برای تصفیه این دسته از پساب ها از جمله روش‌های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی مورد استفاده قرار گرفته است که هر کدام از این روش‌ها دارای مزایا و معایب خاص خود بوده است. در چند دهه اخیر، تیتانیوم دی اکسید به‌دلیل خواص شیمیایی و فیزیکی منحصر به‌فردش، شرایط مناسبی برای کاربردهای زیست محیطی ایجاد کرده‌است. اساس فرایند‌های فتوکاتالیزگری، مبتنی بر تولید گونه‌های بسیار فعال مانند رادیکال‌های هیدروکسیل می‌باشد که این گونه‌های فعال، گستره وسیعی از آلاینده‌های آلی را به سرعت اکسید می‌کنند. تیتانیوم دی اکسید به عنوان یک نیمه هادی به‌دلیل ارزان قیمت بودن، عدم سمیت، پایداری شیمیایی بالا، دردسترس بودن و بازده بالا به‌عنوان یک فتوکاتالیزگر کارآمد جهت اکسایش ترکیبات آلی، سمیت زدایی، احیا فلزات سمی، حذف موثر فلزات سنگین، تخریب باکتری‌ها و ویروس‌ها مورد استفاده قرار گرفته است. از آن‌جایی که تیتانیوم دی اکسید و بسیاری از نیمه هادی‌های دیگر دارای شکاف باند بزرگی هستند، استفاده از تصفیه فتوکاتالیزگری آب با استفاده از تیتانیوم دی اکسید به‌دلیل راندمان نسبتا پایین آن محدود شده‌است. به منظور بهبود راندمان فتوکاتالیزگری تیتانیوم دی اکسید برای تصفیه آب، و همچنین سایر کاربردهای فتوکاتالیزگری، تحقیقات زیادی برای گسترش پاسخ فتوکاتالیزگری تیتانیوم دی اکسید به محدوده مرئی انجام شده‌است. در این مقاله، به طور نظامند به معرفی تیتانیوم دی اکسید و بررسی خواص الکترونیکی و ساختاری آن پرداخته می شود.

کلیدواژه‌ها

فتوکاتالیز؛ تیتانیوم دی اکسید؛ رنگ‌های نساجی؛ پساب‌های دارویی

مراجع