مروری بر خواص الکترونیکی و ساختاری فتوکاتالیزگرهای تیتانیوم دی اکسید برای حذف آلاینده های زیست محیطی پساب ها
محورهای موضوعی : محیط زیست و بهداشت
عبدالحمید دهقانی
1
(گروه شیمی آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، کاشان)
اعظم مؤذنی بیستگانی
2
(گروه شیمی آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، کاشان)
میلاد قزلسفلو
3
(گروه شیمی آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، کاشان)
سهیل دهقانی سیاهکی
4
(گروه شیمی آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، کاشان)
حمید رضا مرادی
5
(گروه شیمی آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، کاشان)
کلید واژه: تیتانیوم دی اکسید, فتوکاتالیز, رنگ‌های نساجی, پساب‌های دارویی,
چکیده مقاله :
امروزه، تصفیه آلاینده های زیست محیطی پساب ها(رنگ‌های نساجی و فاضلاب‌های ناشی از پساب های 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.
Today, the treatment of environmental pollutants (textile dyes and wastewater from pharmaceutical wastes) has become one of the most challenging issues, and several methods have been used to treat wastewater, including chemical, physical, and biological methods, each of these methods has its own advantages and disadvantages. In recent decades, titanium dioxide has created suitable conditions for environmental applications due to its unique chemical and physical properties. The basis of photocatalysis processes is based on the production of highly active species such as hydroxyl radicals, which quickly oxidize a wide range of organic pollutants. Titanium dioxide as a semiconductor is an efficient photocatalyst which has been used for oxidation of organic compounds, detoxification, regeneration of toxic metals, effective removal of heavy metals, destruction of bacteria and viruses. Since titanium dioxide and many other semiconductors have a large band gap, the use of photocatalytic water treatment using titanium dioxide is limited due to its relatively low efficiency. In order to improve the photocatalytic efficiency of titanium dioxide for water purification, as well as other photocatalytic applications, a lot of research has been done to extend the photocatalytic response of titanium dioxide to the visible range. In this article, titanium dioxide is systematically introduced and its electronic and structural properties are investigated.
_||_