در اختراع حاضر، نانوفتوكاتاليست نوين CuS-CdS/ZnO به روش رسوبي-هيدروترمال سنتز گرديد. همچنين به منظور تأثير افزودن CuS و CdS و مقايسه با ساير نمونه ها، عملكرد اين نانوفتوكاتاليست ها در فرآيند حذف آلاينده رنگي متيلن بلو از پساب مورد ارزيابي قرار گرفت. براي تعيين خصوصيات فتوكاتاليست هاي سنتز شده آناليزهاي XRD، FESEM، EDX، BET-BJH، ِDRS و pHpzc انجام شد. آناليز حاصل از XRD، تشكيل فازهاي كريستالي مورد نظر را تأييد كرد و آناليز EDX نيز نشان داد كه فتوكاتاليست سنتز شده از توزيع عناصر بسيار خوبي برخوردار است. همچنين آناليز DRS مشخص كرد كه نانوفتوكاتاليست CuS-CdS/ZnO(90) داراي گاف انرژي كوچك مي باشد و مي تواند فعاليت فتوكاتاليستي خوبي را از خود نشان دهد. با توجه به نتايج تست راكتوري در ميان نمونه هاي سنتز شده، نانوفتوكاتاليست سه تايي CuS-CdS/ZnO(90) بيشترين درصد حذف آلاينده متيلن بلو به ميزان 97/1% را نشان داد. همچنين، به بررسي پارامتر عملياتي pH اوليه محلول (3، 5 و 7) و قابليت استفاده مجدد نيز براي فتوكاتاليست بهينه پرداخته شد. نتايج تست پايداري نشان داد كه فتوكاتاليست CuS-CdS/ZnO(90) پايداري قابل قبولي را در چهار سيكل عملياتي از خود نشان مي دهد.

در اختراع حاضر، جهت سنتز نانوفتوكاتاليست نوين MgAl2O4-AC(Mag)، ابتدا MgAl2O4 به روش احتراقي سنتز شده و سپس كربن فعال به روش تلقيح بر روي آن نشانده شد و در نهايت به روش سالوترمال با Fe3O4 مغناطيسي گرديد. براي تعيين خصوصيات نانوفتوكاتاليست هاي سنتزي آناليزهاي XRD، FESEM، TEM، EDX، BET-BJH، DRS، PL و VSM انجام شد. آناليز XRD، تشكيل فازهاي كريستالي مورد نظر را تأييد كرد. آناليز BET-BJH نشان داد كه نانوفتوكاتاليست MgAl2O4(90)-AC(10)(Mag) از سطح ويژه و قطر و حجم حفرات بسيار خوبي برخوردار است. همچنين، آناليز DRS مشخص كرد كه نانوفتوكاتاليست MgAl2O4(90)-AC(10)(Mag)داراي گاف انرژي باريك تر و جذب نور بيشتر مي باشد و مي تواند فعاليت فتوكاتاليستي خوبي را از خود نشان دهد. با توجه به نتايج تست راكتوري، اين نمونه در مقايسه با ديگر نمونه هاي سنتزي داراي فعاليت بهتري بوده و توانست در مدت زمان 60 دقيقه در تاريكي 78، 88 و 41 و در مدت زمان 140 دقيقه تحت تابش نور 95/9، 79/5 و 70/5 درصد از رنگ هاي آلي متيلن بلو، ائوزين واي و اسيد اورنج 7 را به ترتيب جذب و حذف نمايد. نتايج تست پايداري نيز نشان داد كه نانوفتوكاتاليست مورد نظر بعد از 4 سيكل تنها 6/8 درصد افت فعاليت داشته است كه نشان از پايداري بالاي آن مي باشد.

در اين اختراع، نانوكاتاليست هاي Cr/TiO2-ZrO2 با پايه كامپوزيتي براي اولين بار در فرآيند تبديل اكسايشي اتان به اتيلن در حضور دي اكسيد كربن سنتز شده و مورد ارزيابي قرار گرفته است. بدين منظور پايه هاي TiO2-ZrO2 با درصد هاي وزني 0، 25، 50، 75 و 100% زيركونيا به روش رسوبي سنتز گرديده و سپس 5% وزني فاز فعال Cr2O3 به روش تلقيح بر روي آن ها نشانده شده است. نانوكاتاليست هاي سنتز شده با آناليزهاي XRD،FESEM ، EDX، FTIR و نيز آناليز سطح مخصوص تعيين خصوصيات گرديد و در نهايت كارايي آن ها در فرآيند تبديل اكسايشي اتان به اتيلن در حضور دي اكسيد كربن مورد ارزيابي قرار گرفت. به طور كلي نتايج آناليز تعيين خصوصيات حاكي از اين است كه تركيب مقادير مختلف ZrO2 و TiO2 در سنتز پايه ها تأثير بسزايي در ساختار كريستالي، خواص ساختاري و فعاليت كاتاليستي در فرآيند تبديل اكسايشي اتان به اتيلن در حضور دي اكسيد كربن به عنوان عامل اكسنده ملايم دارد. بالاترين فعاليت كاتاليستي و راندمان توليد اتيلن در استفاده از تركيب 75 درصد وزني TiO2 و 25 درصد وزني ZrO2 به عنوان پايه حاصل شد كه مي تواند به ذرات ريزتر، سطح ويژه بالاتر، توزيع بهتر فاز فعال و مورفولوژي همگن نمونه (Cr/TiO2(75)-ZrO2(25 نسبت داده شود.

در اختراع حاضر، نانوفتوكاتاليست جديد Bi7O9I3-MgAl2O4 براي اولين بار به منظور استفاده در فرايند تصفيه فتوكاتاليستي آب تحت تابش نور مرئي توليد شد. بدين منظور، ابتدا اسپينل آلومينات منيزيم (MgAl2O4) به روش سريع و آسان احتراقي سنتز گرديده و سپس، نانوفتوكاتاليست¬هاي Bi7O9I3-MgAl2O4 با درصدهاي وزني 0، 20، 40، 60، 80 و 100 Bi7O9I3 به روش هيبريدي اولتراسوند-سالوترمال سنتز شد. نانوفتوكاتاليست¬هاي سنتز شده با آناليزهايXRD ،EDX ، FTIR، BET، FESEM،DRS تعيين خصوصيات گرديده و در نهايت كارايي آن¬ها در حذف آلاينده متيلن بلو از آب مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج حاصل از XRD، تشكيل فازهاي كريستالي MgAl2O4 و Bi7O9I3 را در نمونه¬هاي سنتز شده تأييد مي¬كند. تصاوير FESEM و EDX dot mapping بيانگر تشكيل ساختار گل مانند با ورقه¬هايي در مقياس نانومتري و توزيع يكنواخت عناصر بر روي سطح مي¬باشد كه نشان دهنده روش مؤثر هيبريدي اولتراسوند-سالوترمال مي¬باشد. نانوفتوكاتاليست Bi7O9I3(80)-MgAl2O4(20) اندازه ذرات كوچك و توزيع ذرات يكنواخت¬تري دارد. نتايج حاصل از آناليز BET نشان داد كه نانوفتوكاتاليست-هاي سنتز شده از سطح مناسبي براي جذب الاينده و قرار دادن آن در اختيار سايت¬هاي فعال برخوردارند. آناليز DRS نيز نشان داد كه نمونه بهينه Bi7O9I3(80)-MgAl2O4(20)، جذب نور بيشتري نسبت به ساير نمونه¬ها دارد و تركيب Bi7O9I3 و MgAl2O4 با درصد وزني بهينه باعث كاهش باند انرژي Bi7O9I3 شده و توانايي فعاليت در ناحيه نور مرئي را دارد. نتايج عملكرد فتوكاتاليستي نمونه¬هاي سنتزي نيز نشان داد كه نمونه Bi7O9I3(80)-MgAl2O4(20) با حذف 1/96 % از آلاينده متيلن بلو، توانايي حذف بالاتري نسبت به ساير نمونه¬ها دارد كه دليل اين امر، خواص مناسب فيزيكي، شميايي و نوري اين نانوكامپوزيت و احتمالاً بهبود جدايش الكترون-حفرات برانگيخته شده ضمن تشكيل اين نوع اتصال ناهمگون مي باشد.

در اختراع حاضر، نانوفتوكاتاليست هاي اسپينل روي به روش هيبريدي امواج ريزموج-احتراقي و با استفاده از سوخت هاي اتيلن گلايكول، اسيد استيك و گلايسين سنتز شدند. سپس جهت تفهيم مزاياي به كارگيري اين روش گرمايش جديد، از شيوه گرمايش متداول كوره الكتريكي نيز در سنتز نمونه با سوخت مناسب استفاده شد. براي تعيين خصوصيات نمونه ها آناليزهاي XRD، FESEM، TEM، EDX، BET-BJH، DRS و PL انجام شد. عملكرد نانوفتوكاتاليست ها در تخريب آلاينده هاي رنگي از محلول آبي تحت تابش نور شبيه سازي شده خورشيدي، مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه نانوفتوكاتاليست ZnAl2O4(Gly-MW) به ترتيب با درصد حذف 70/2، 64/4 و %61.4 از آلاينده هاي رنگي اسيد اورانژ 7، متيل اورانژ و مالاشيت گرين توانايي بالايي را در تخريب اين آلاينده ها در غلظت هاي بالا داراست. مطابق نتايج آناليز PL، كاهش نرخ بازتركيبي جفت الكترون-حفرات برانگيخته شده براي اين نانوفتوكاتاليست تأييد شد. همچنين با توجه به نتايج آناليزهاي BET-BJH و FESEM، اين نمونه به دليل دارا بودن ساختار متخلخل با سطح ويژه بالا و حجم حفرات بيشتر و تماماً در ابعاد مزو و ماكرو از جذب سطحي بالايي براي مولكول هاي درشت آلاينده برخوردار مي باشد. نتايج تست پايداري نشان داد كه نانوفتوكاتاليست ZnAl2O4(Gly-MW) از پايداري بسيار بالايي برخوردار است.

در اختراع حاضر، نانوكامپوزيت نوين و مغناطيسي NiO-CuFe2O4 براي اولين بار جهت تخريب فتوكاتاليستي رنگ مالاشيت گرين از محلول هاي آبي تحت تابش نور شبيه سازي شده خورشيد مورد استفاده قرار گرفت. بدين منظور، ابتدا CuFe2O4 توسط روش همرسوبي و سپس نانوكامپوزيت هاي NiO-CuFe2O4 به روش سونو_هيدروترمال با درصد هاي وزني گوناگون از اكسيد نيكل سنتز شدند. نمونه هاي سنتزي با آناليزهاي XRD، FESEM، BET-BJH، DRS، PL و غيره تعيين خصوصيات گرديد. آناليز XRD، تشكيل فازهاي كريستالي مورد نظر را تأييد كرد. تصاوير FESEM ايجاد مورفولوژي گل مانند و به شكل توپ را در نانوكامپوزيت هاي سنتزي كه در نتيجه رشد كلاسترهايي در مقياس نانومتري تحت شرايط هيدروترمال مي باشد، نشان داد. همچنين، آناليز DRS مشخص كرد كه نانوكامپوزيت بهينه NiO(40)-CuFe2O4(60)، گاف انرژي باريك تري نسبت به نمونه خالص دارد. با توجه به نتايج تست راكتوري، اين نمونه در مقايسه با ديگر نمونه ها داراي فعاليت بهتري بوده و توانست در مدت زمان 40 دقيقه تاريكي 55/8، 44/2 و 38/3 درصد و در مدت زمان 120 دقيقه تحت تابش نور 88/7، 63/7 و 58/5 درصد از مالاشيت گرين، اسيد اورنج 7 و متيل اورنج را به ترتيب جذب و حذف نمايد. نتايج تست پايداري نيز حاكي از پايداري بالاي آن نمونه مي باشد.