در اين اختراع، نيمه هادي تيتانيوم دي اكسيد به منظور جذب موثر نور در ناحيه ي مرئي با تركيب بيسموت وانادات و رنگدانه هاي جاذب نور مرئي (پورفيرين) به طور هم زمان اصلاح شدند. سنتز فتوكاتاليزور مذكور براي اولين بار صورت گرفته است. از مزاياي بسيار مهم نانوكامپوزيت porphyrin-BiVO4-TiO2 توانايي حذف فلزات سنگين به دليل حضور پورفيرين و هم چنين افزايش چندين برابري راندمان تخريب آلاينده هاي آلي به دليل حضور همزمان دو تركيب بيسموت وانادات و پورفيرين در نانوكامپوزيت سنتز شده مي باشد. يكي از ويژگي هاي تيتانيوم دي اكسيد جذب نور در ناحيه ي فرابنفش است و به دليل اينكه درصد بسيار زيادي از نور قابل دسترس خورشيد در ناحيه ي مرئي مي باشد در اين اختراع اصلاح هم زمان توسط تركيب بيسموت وانادات و رنگدانه پورفيرين به منظور استفاده از نور مرئي صورت گرفت. پلي اتيلن گليكول در ساخت بيسموت وانادات از به هم چسبيدن ذرات جلوگيري مي كند و اثر آلتراسونيك نيز در اندازه ذره مهم است. بيسموت وانادات باعث كاهش باند گپ انرژي در تيتانيوم دي اكسيد مي شود. همچنين پورفيرين علاوه بر كاهش باند گپ انرژي در حذف فلزات سنگين مانند جيوه، سرب، كادميوم، مس و ... موجود در پسابهاي كارخانه ها بسيار موثر مي باشد.

يكي از ويژگي هاي تيتانيوم دي اكسيد جذب نور در ناحيه ي فرابنفش مي باشد و به دليل اينكه درصد بسيار زيادي از نور قابل دسترس خورشيد در ناحيه ي مرئي مي باشد در اين اختراع اصلاح تيتانيوم دي اكسيد توسط آنتيموان وانادات به منظور استفاده از نور مرئي صورت گرفت. تركيب آنتيموان وانادات به دليل دارا بودن دو فلز آنتيموان و واناديوم با ظرفيت هاي اكسايشي مختلف به عنوان عامل بسيار مهم در واكنش هاي اكسيداسيون و به عنوان بازدارنده در بازگشت جفت الكترون- حفره عمل مي كند. در اين اختراع اصلاح نيمه هادي تيتانيوم دي اكسيد به منظور جذب موثر نور در ناحيه ي مرئي توسط تركيب آنتيموان وانادات ((SbVO4 صورت گرفت كه براي اولين بار اين كار انجام شده است. در اين كار تركيب آنتيموان وانادات با توان بالاي اكسايش (به دليل وجود دو فلز آنتيموان و واناديوم) را وارد شبكه تيتانيوم دي اكسيد نموده ايم و كاتاليزوري با قابليت بالاي اكسايش جهت افزايش توليد راديكال هيدروكسيل براي تخريب آلاينده ها سنتز كرده ايم. همچنين به دليل كاهش باند گپ انرژي در نانو كامپوزيت SbVO4-TiO2 امكان تخريب آلاينده آلي در نور مرئي به صورت قابل ملاحظه اي افزايش مي يابد.

امروزه بسياري از كشورها براي تصفيه پساب‌ها با مشكلات بسيار زيادي مواجه هستند كه مي‌تواند عواقب جبران‌ناپذيري در محيط‌ زيست و سلامت انسان‌ها و ديگر موجودات زنده به همراه داشته باشد. با توجه به اهميت اين موضوع، از بين بردن آلودگي ناشي از پساب‌ها با استفاده از فناوري‌هاي نوين از موضوعات مهمي است كه در سال‌هاي اخير مورد توجه قرار گرفته و تاكنون موفقيت‌هاي بسياري در زمينه كاربرد روش‌هاي جديد به دست آمده كه مي‌تواند نقش بسيار مهمي در تضمين سلامت موجودات زنده داشته باشد. جاذب هسته-پوسته پلي پيرول- اكسيد آهن عامل دار شده با پورفيرين نسبت به بستر بدون عامل پورفيريني، داراي ذرات ريزتر به قطر تقريبي 100 نانو متر وقابليت ديسپرس شدن بهتر در حلال آبي و داراي شكل كروي مي باشد كه شكل كروي به آن مساحت سطح بالايي را مي دهد. هدف از اين اختراع، ساخت جاذبي با توانايي جذب بالاي مواد آلي و فلزات سمي مي باشد. اين اختراع مي تواند به عنوان جاذب فلزات سنگين و رنگ در فرايندهاي جداسازي، صنايع نفت، پتروشيمي، صنايع شيميايي، صنايع نساجي، آب و فاضلاب و تصفيه پساب ها مورد استفاده قرار گيرد.

ورود آلاينده هاي آلي از طريق فاضلاب هاي صنعتي به محيط زيست با توجه به افزايش روز افزون حجم آن ها، مشكلات بسيار جدي به همراه داشته است. رنگ با توجه به كاربرد فراوان در صنايع نساجي و رنگرزي و همچنين خطراتي كه براي محيط زيست و انسان دارد، ازجمله آلاينده هايي مي باشد كه حذف آن از فاضلاب هاي تخليه شونده به محيط زيست از اهميت زيادي برخوردار است. صنايع نساجي مقادير زيادي آب مصرف نموده و يكي از بزرگترين صنايع مصرف كننده آب است و رنگ اولين آلاينده اي است كه بايد در فاضلاب هاي نساجي مورد توجه قرار گيرد. با توجه به مسئله كمبود آب به دليل افزايش آلودگي هاي زيست محيطي از جمله آلودگي آب، بايستي تصفيه فاضلاب هاي آلوده به آلاينده ها مورد توجه قرار گيرد. تجزيه فتوكاتاليزوري روش مناسبي براي تجزيه آلاينده ها است. اين روش مزاياي زيادي نظير تجزيه رنگ به مواد بي ضرر نسبت به روش هاي ديگررا دارا است. اين تركيب مي تواند در صنايع شيميايي، صنايع نساجي، آب و فاضلاب و تصفيه پساب ها مورد استفاده قرار گيرد. در اين اختراع به منظور استفاده بيشتر از نور خورشيد تركيبي فعال در ناحيه مريي و فرابنفش سنتز كرديم. از مزاياي اين فتوكاتاليزور، فعال بودن دو فاز مختلف آن در ناحيه مريي و فرابنفش را مي توان نام برد. فاز منوكلينيك تركيب مذكور در ناحيه مريي و مخلوط دو فاز تتراگونال و منوكلينيك آن در ناحيه فرابنفش فعال است. درBiVO4 با دو فاز مختلف منوكلينيك و تتراگونال، اتصال تنگاتنگي بين دو فاز منوكلينيك و تتراگونال در مقياس نانو ايجاد مي شود. نتايج نشان دادنده اند كه رفتار بارهاي القا شده توسط نور به ميزان قابل توجهي به فازهاي كريستالين نمونه BiVO4 بستگي دارد. دو فاز مختلف تتراگونال و منوكلينيك، شرايط ويژه اي را براي انتقال بار، افزايش جدايي جفت هاي الكترون- حفره توليد شده توسط نور و تغيير در جهت مهاجرت حامل هاي بار توليد شده توسط نور ايجاد مي كند. تركيب مذكور عملكرد فوق العاده با پايداري بالا نشان مي دهد.

ساليانه در جهان انواع گوناگوني از رنگ هاي آلي به پساب هاي حاصل از كارخانجات رنگرزي وارد مي شود. وجود مواد سمي در پساب هاي صنعتي، صدمات جبران ناپذيري به محيط زيست آبي تحميل مي نمايد. بنابراين تصفيه پساب هاي صنعتي حايز اهميت فراوان مي باشد. روش هاي تصفيه ي قديمي اكثرا آلاينده ها را از فازي به فاز ديگر منتقل مي كند ولي قادر به تخريب آن ها نيستند. اخيرا فرايند فتوكاتاليزوري به عنوان يك روش سبز در تصفيه آب از آلاينده‌هاي آلي و معدني بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در فرايند فتوكاتاليزوري گونه هاي فعال داراي خاصيت اكسيدكنندگي مانند راديكال هيدروكسيل (OH.) و اكسيژن آنيون راديكال (O2.-) توسط نيمه هادي ها توليد مي گردند. در اين اختراع، نانو ميله هاي نيمه هادي اكسيد روي پس از بهينه نمودن پارامترهاي pH، دما و زمان رفلاكس و فرايند بازپخت به شيوه هم رسوبي سنتز گرديد. نانو ميله هاي حاصله با قطر متوسط nm 90 داراي ساختار كريستالي ورتزيت هگزاگونال مي باشند. از مزاياي اين روش مي توان به پايين بودن دماي واكنش و آساني روش تهيه آن اشاره نمود.