بیسموت وانادات به علت فعالیت در حضور نور مرئی، پایداری و مقرون به صرفه بودن یکی از پرکاربردترین نیمه رساناها برای شکافت فوتو الکتروشیمیایی آب با استفاده از نور خورشید می باشد. این نیمه رسانا علاوه بر داشتن گاف نوار مناسب معایبی همچون بازترکیب بالای الکترون-حفره را داراست . در این کار تحقیقاتی با هدف کاهش بازترکیب الکترون–حفره و افزایش بهره وری فوتو الکترود های بیسموت وانادات از تیتانیوم دی اکسید مزومتخلخل قالب گیری شده با کوپلیمر های P123، F127 و Brij 57 استفاده شد. اثر این کوپلیمر های سه و دو بلوکی بر روی خواص تیتانیوم دی اکسید مزوپروس سنتز شده با آن ها و در حضور بیسموت وانادات توسط آنالیز های FE-SEM، XRD، UV-vis وBET مورد بررسی قرار گرفت. این کوپلیمر ها با ایجاد حفراتی با اندازه های متفاوت باعث تغیر در میزان تخلخل و در نتیجه بارگزرای متفاوت بیسموت وانادات بر روی تیتانیوم دی اکسید شدند. جهت ارزیابی نتایج فوتو الکتروشیمیایی، آنالیزهای LSV و امپدانس الکتروشیمیایی بر روی فوتوالکترود ها انجام شد. آنالیز های فوتو الکترود ها، جذب در ناحیه مرئی، افزایش جریان در پتانسیل 1.23V vs RHE و مقاومت انتقال بار کم در نمونه های Meso TiO2/ BiVO4 را ثابت کرد. نتایج نشان داد که تیتانیوم دی اکسید مزوپروس قالب گیری شده، فعالیت بیسموت وانادات را تا 2.5 برابر بهبود می بخشد.

با استفاده از محاسبات اولیه ما نشان دادیم که هر دو فاز روتیل و فاز آناتاز TiO2 توده ای دوپ شده توسط S ،Se  و یا سرب می تواند کاهش قابل توجهی در باند گپ (تا 50%) را نشان دهد در حالی که دوپینگ توسط Zr با تاثیر قابل ملاحظه ای روی مقدار شکاف باند ندارد. علاوه بر این، لبه جذب به محدوده انرژی پایین تر (تا یک ولت) در مورد TiO2 دوپ شده توسط S و یا سرب منتقل شده است که یک راهی برای افزایش جذب تابش خورشید باز می کند. همچنین در مورد اینکه چگونه یافته های ما می تواند بهره سلولهای فتوولتائیک و فتوکاتالیتیکی برای تولید هیدروژن را بهبود بخشد، بحث می کنیم.

نانومیله های TiO2 کاربرد فراوانی در سلول های خورشیدی حساس به رنگ، سنسورها و فوتوکاتالیست ها دارد. این نانومیله ها بوسیله روش خوردگی حرارتی در محلول NaOH و دمای 200oC و TiO2 به عنوان پیش ماده تهیه می شوند. در این مقاله نانومیله های روتیل و آناتاز TiO2 با روش سل - ژل و خوردگی قلیایی تهیه شدند. مورفولوژی و ساختار بلوری نانومیله های TiO2 بوسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نشرمیدانی (FE-SEM)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و تکنیک پراش اشعه (XRD) X مورد بررسی قرار گرفت.

در سال­ های اخیر و با پیشرفت فناوری در زمینه شناسایی آلاینده­ ها با غلظت ناچیز، آنتی بیوتیک اریترومایسین با غلظت­ هایی در مقیاس ng/L تا μ g/L در ماتریس­ های زیست محیطی آبی شناسایی شده است. حضور اریترومایسین در چنین غلظت­ های ناچیزی منشاء بروز مخاطرات بسیاری برای محیط زیست می ­ باشد که از جمله مهم­ ترین آن­ ها می­ توان به توسعه و گسترش مقاومت آنتی­ بیوتیکی اشاره کرد. در این پژوهش با رویکرد رفع محدودیت­ های استفاده از کاتالیست نوری نیمه رسانای 2TiO، برای نخستین بار نانوذره­ های تیتانیوم دی اکسید نقره دوپ (2Ag/TiO) از نانوذره­ های تجاری تیتانیوم دی کسید دگوسا (2P25-TiO) با هدف افزایش راندمان فتوکاتالیست نسبت به نمونه تجاری در تخریب آلاینده آنتی­ بیوتیکی اریترومایسین از روش رسوب نوری سنتز شد. نانوذره­ های سنتز شده با استفاده از آنالیزهای XRD، FE-SEMو DRS پس از شناسایی مورد پژوهش قرار گرفته است. سپس عملکرد فتوکاتالیست سنتز شده با هدف بررسی تأثیر دوپ کردن نقره در ساختار تیتانیا و با رویکرد بهینه­ سازی پارامترهای عملیاتی، تحت تابش ­ های فرابنفش مورد ارزیابی قرار گرفت. میزان تخریب اریترومایسین در شرایط عملیاتی بهینه، تحت پرتوهای فرابنفش برای نمونه 2Ag/TiO، 8/76 % و برای نمونه تجاری برابر با 6/40 % به­ دست آمد که این امر افزایش راندمان عملکرد نانوذره­ های سنتز شده را به نسبت نمونه تجاری به خوبی نشان می ­ دهد. افزون بر این، اثر افزودن اکسیدکننده قوی 2O2H نیز به محیط واکنش مورد بررسی قرار گرفت که بر طبق نتیجه­ های به­ دست آمده، در غلظت بهینه 2O2H، فتوکاتالیست سنتز شده میزان تخریبی3/89 %را برای اریترومایسین نتیجه داد. بنابراین، با توجه به راندمان مناسب تخریب اریترومایسین ناشی از نانوذره­ های سنتز شده در این پژوهش از یک سو و ناچیز بودن فعالیت آنتی بیوتیکی فراورده­ های به دست آمده از تخریب اکسیداتیو اریترومایسین از سوی دیگر، استفاده از نانوذره­ های 2Ag/TiO در تصفیه پساب دارای آلاینده­ ی آنتی بیوتیکی اریترومایسین، به عنوان یک رویکرد نوین مطرح می ­ باشد.

زمینه و هدف یکی از کاربردهای مهم نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم در از بین بردن میکروارگانیسم های مولد فساد در مواد غذایی و آب آشامیدنی و تصفیه فاضلاب می باشد. روش بررسی نانوکامپوزیت های بنتونیت /دی اکسید تیتانیوم خالص و دوپ شده 3، 5 10 درصد نقره با روش روش نمک مذاب تهیه شد. در این پژوهش از خاصیت میکروب کشی نانوکامپوزیت بنتونیت /دی اکسید تیتانیوم دوپ شده با نقره استفاده شد و میزان تاثیر آن را بر روی دو میکروارگانیسم شاخص مولد فساد در مواد غذایی یعنی اشرشیا کلیو استافیلوکوکوس اوریوستحت نور ماوراءبنفش و مریی مورد آزمون قرار گرفت. همچنین، فعالیت فتوکاتالیستی این نانوکامپوزیت ها برای حذف آلاینده ی رنگی متیل اورانژ نیز بررسی شد. نانوکامپوزیت های تهیه شده توسط پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی، تجزیه و تحلیل عناصر و طیف سنجی بازتابی شناسایی شدند. یافته ها: تجزیه و تحلیل میکروسکوپ الکترونی تجمع نانوذرات کروی دی اکسید تیتانیوم تشکیل شده بر روی سطح بنتونیت را نشان می داد. بر اساس آنالیز پراش اشعه ایکس با روش ارایه شده در این تحقیق سنتز نانوذرات دی اکسید تیتانیوم با فاز آناتاز با اندازه کمتر از 50 نانومتر میسر شد. آنالیز عنصری نشان گر حضور یون نقره در ساختار نانوکامپوزیت های بنتونیت/دی اکسید تیتانیوم بود. با توجه به نتایج طیف سنجی بازتابی، افزایش مقدار نقره دوپ شده در نانوکامپوزیت دی اکسید تیتانیوم/بنتونیت باعث افزایش جذب قابل ملاحظه نور مریی شد. بر اساس نتایج حاصله، بنتونیت هیچ خاصیت ضد میکروبی نداشت. نانوکامپوزیت دی اکسید تیتانیوم /بنتونیت نیز خاصیت ضد میکروبی ضعیفی از خود نشان داد. دوپ کردن نقره موجب تقویت قابل ملاحظه خاصیت ضد میکروبی در مقایسه با نانوکامپوزیت خالص شد. این مطالعه همچنین نشان داد که فوتوکاتالیست های تهیه شده تاثیر ضدعفونی بیشتری بر روی باکتری گرم مثبت استافیلوکوکوس اوریوس نسبت به باکتری گرم منفی اشرشیا کلی داشند. یافته های فعالیت فتوکاتالیستی نشان دادند که دوپینگ نقره به مقدار 5 درصد وزنی بیشترین درصد حذف متیل اورانژ را داشته است. این امر به دلیل افزایش قابلیت جذب نور به دلیل حضور یون های نقره می باشد. بحث و نتیجه گیری: فعالیت ضد باکتریایی و فتوکاتالیستی نانوکامپوزیت های دی اکسیدتیتانیوم/بنتونیت در اثر افزودن نقره به شدت افزایش می یابد. دلیل این امر را می توان به رهش یون های نقره از نانوکامپوزیت ها و افزایش تولید رادیکال های آزاد و اکسیژن فعال در اثر افزایش فعالیت فتوکاتالیستی در اثر کاهش شکاف انرژی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم موجود در نانوکامپوزیت ها ارتباط داد.

متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد، لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

خصوصیت فتوکاتالیستی دی اکسید تیتانیوم در حذف آلاینده ها می تواند به وسیله اصلاح نانوذرات TiO2 با دوپ کردن یون نقره بهبود یابد. در مطالعه حاضر سنتز سریع و زیست سازگار نانوذرات Ag-TiO2 با استفاده از عصاره آبی گیاه بومی حرا (Avicennia marina) به عنوان عامل کاهش دهنده و تثبیت کننده گزارش می شود. برای بررسی مشخصات محصولات سنتز شده از تکنیک های مختلف پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) و اسپکتروفتومتر ماورابنفش-مرئی (UV-visible DRS) استفاده شد. نتایج XRD حضور فاز آناتاز و روتایل TiO2 و همچنین Ag را در نانوذرات سنتز شده با استفاده از عصاره آبی گیاه حرا تایید نمود. تصاویر FE-SEM نشان داد که ذرات Ag به صورت یکنواخت بر روی سطح TiO2 قرار گرفته اند. با استفاده از آنالیز UV– Visible DRS، انرژی باند گپ نانوذرات سنتز شده با طول موج 420 =λ و 400 =λ نانومتر به ترتیب برابر 95/2 و 09/3 الکترون ولت به دست آمد. نتایج نشان داد عصاره آبی گیاه بومی حرا می تواند برای تولید زیستی نانوذرات TiO2 دوپ شده با نقره بسیار مناسب باشد.

در این مقاله نانوذرات TiO2 و تیتیانیوم دی اکسید دوپ شده با کروم با روش سل-ژل سنتز شده و به عنوان الکترود در سلول خورشیدی حساس به رنگ به کار گرفته شده اند. نتایج نشان داد که نمونه های سنتز شده شامل فاز آناتاز با اندازه متوسط 15-10 نانومتر می باشد. تیتانیوم دی اکسید دوپ شده با کروم جذب ناحیه مرئی بهتری از خود نشان داد که به دلیل پدیده پلاسمون می باشد. برای سلول خورشیدی حساس به رنگ ساخته شده با تیتانیوم دی اکسید دوپ شده با کروم جریان بالاتری نیز مشاهده شد که ثابت می شود می توان از این نانوساختار برای بالا بردن بازده در این سلول خورشیدی بهره برد.