پساب رنگي توليد شده از صنايع نساجي و توليد رنگ بيشتر، داراي آثار سمي روي اكوسيستم¬هاي آبي است. اين رنگ¬ها و محصولات ناشي از تخريب آن¬ها، داراي خواص سمي و سرطان¬زايي براي انسان¬ و گونه¬هاي ميكروبي آبزيان است كه مشكلات زيست محيطي فراواني ايجاد ميكند. در سال¬هاي اخير فرآيند اكسيداسيون پيشرفته به عنوان روشي جايگزين به جاي روش¬هاي مرسوم حذف آلاينده¬هاي آلي پيشنهاد شده است. از آنجائي كه دي اكسيد تيتانيوم از نظر شيميايي و بيولوژيكي خنثي بوده و داراي فعاليت بالا، پايداري زياد در برابر تابش نور، ارزان، غير سمي با قابليت فعال‌سازي مجدد و آسان است، لذا به طور گسترده به عنوان فتوكاتاليست در فرآيند هاي تخريب فتوكاتاليستي مورد استفاده قرار گرفته است. يكي از اهداف اختراع مورد نظر، تغيير در اندازه شكاف انرژي دي اكسيد تيتانيوم و اصلاح آن با بارگذاري اكسيد آهن و افزايش مساحت سطح فتوكاتاليست از طريق مونت موريلونيت مي باشد كه با استفاده از آناليزهاي XRD ، SEM ، FT-IR و DRS به شناسايي كامپوزيت سنتز شده تاييد مي¬شود. روش سنتز كامپوزيت مورد نظر در اين اختراع دو مرحله اي بوده كه در مرحله اول سنتز تيتانيوم دي اكسيد/ اكسيد آهن به روش بارورسازي با كمك امواج اولتراسونيك و مرحله دوم نشاندن جاذب مونت موريلونيت به روش تلقيح بر روي كامپوزيت دو جزيي است. در اين روش از حلال اتانول به عنوان حلالي ارزان، بي خطر و قابل دسترس در كليه مراحل سنتز استفاده شد. از امواج التراسونيك براي سنتز كامپوزيت استفاده شد كه كاهش زمان را در پي داشت. همچنين از لامپ هاي مرئي جهت نور دهي و تخريب استفاده شد كه در مقايسه با نور فرابنفش خطرات بسيار كمتري داشت. از مونت موريلونيت به عنوان جاذبي قوي، در دسترس و نسبتا ارزان با مساحت سطح ويزه بالا و قابليت بازيابي مجدد استفاده شد. با اصلاح سطح تيتانيوم دي اكسيد به واسطه افزودن آهن اكسيد باند گپ انرژي كاهش يافته و فعاليت نوري كامپوزيت به محدوده نور مرئي انتقا يافت. عملكرد اين فوتوكاتاليست براي تخريب رنگ مورد ارزيابي قرار گرفت كه تخريب بسيار بالايي را در پي داشت.

از آن‌جايي كه فرآيندهاي فوتوكاتاليستي زمينه تحقيقاتي مهم در حل مسائل زيست محيطي بشر محسوب مي‌گردند، پژوهش‌هاي بسيار زيادي براي سنتز فوتوكاتاليست‌هاي جديد با شرايط بهينه و بازدهي بالا جالب توجه بوده و در حال انجام مي‌باشند. اخيرا به كارگيري دسته جديدي از تركيبات متخلخل به نام چارچوب‌هاي آلي- فلزي (MOFs) به عنوان فوتوكاتاليست توجه محققان را به خود جلب كرده‌اند. كه اين توجه به دليل اندازه حفرات و مساحت سطح بالاي آن‌ها بوده كه در جذب آلاينده‌ها در فرآيند تخريب فوتوكاتاليستي حائز اهميت بسيار بالايي مي‌باشد. بنابراين يافتن روش‌هاي سنتز آسان و مؤثر اين تركيبات كاربردي، مي‌تواند بهره‌مندي از آنها را به عنوان فوتوكاتاليست‌هايي با پتانسيل بالا تسهيل نمايد. در اين بررسي، چارچوب آلي- فلزي آهن-1و3و5 بنزن تري كربوكسيليك (Fe-BTC) به روش اولتراسونيك در فشار محيط سنتز شده است. تأثير دما (50 و 70 درجه سانتيگراد) و زمان تابش امواج مافوق صوت (90 و 120 دقيقه) در سنتز نمونه هاي Fe-BTC براي به دست آوردن بازدهي بالاي آنها به عنوان فوتوكاتاليست بررسي شده است. از مزاياي اين روش مي‌توان به هزينه پايين و آساني فرآيند سنتز، سازگاري با محيط و كاهش زمان واكنش نام برد. هم‌چنين دستيابي به ذرات كوچك‌تر و يكنواخت‌تر نسبت به نمونه‌هاي سنتزي به روشهاي متداول مانند هيدروترمال (در مقياس ميكرومتر) اشاره كرد. نتايج تخريب فوتوكاتاليستي عملكرد خوب نمونه‌هاي Fe-BTC سنتزي ( تقريبا 50% تخريب) را نشان داده است. افزايش دما و زمان تابش اولتراسونيك موجب افزايش عملكرد فوتوكاتاليستي نمونه Fe-BTC70-120 به علت دستيابي به ذراتي با اندازه كوچك‌تر و مورفولوژي همگن‌تر و بازتركيبي كم‌تر الكترون/حفره نسبت به نمونه‌هاي ديگر گرديده است.

در طي چند سال اخير شبكه هاي آلي-فلزي كه نوع جديدي از مواد با خاصيت دوگانه ي آلي-غيرآلي هستند با سرعت چشم گيري در حال پيشرفت هستند. استفاده از اين مواد در فرايند هاي تصفيه پساب هاي آلي از جمله فرايندهاي غشايي، جذب، كاتاليستي و فتوكاتاليستي در ميان ديگر موارد استفاده ي اين گونه مواد توانسته است جايگاه ويژه اي را در ميان علاقه مندان به اين رشته و محققان اين زمينه به دست آورند. در مقايسه با فتوكاتاليست هاي نيمه هادي معمولي، اين شبكه ها در تخريب آلاينده هاي آلي، از برتري هايي برخوردارند كه از جمله ي آن ها مي توان به اين نكات اشاره كرد: دارا بودن ساختار هاي قابل تعريف كريستالي در خصيصه يابي و مطالعه بر روابط خصوصيات ساختاري اين فتوكاتاليست هاي جامد مؤثر است، اين مواد با توجه به ماهيت سنتزي خود كه قابل مدل كردن مي باشد، مي توانند در سطح مولكولي نيز مورد بررسي قرار گيرند، قابل تنظيم بودن مراكز فعال فلزي و ليگاند هاي آلي. در اين بين از جمله بهترين ساختار ها مي توان به كريستال هاي زئوليتي با اتصال دهنده هاي ايميدازولايت اشاره كرد كه يكي از پايدارترين آن ها شبكه ZIF-11 مي باشد. از اين ساختار مي توان در تخريب فتوكاتاليستي آلاينده هاي آلي از جمله رنگ ها (متيلن بلو، ردامين، متيل اورانژ و ...)، پساب هاي دارويي (تترا سايكلين، استامينوفن و ...) و ساير پساب هاي صنعتي كه حاوي مواد آلي باشند، تحت تابش نور فرابنفش استفاده كرد. از اين اختراع در جهت تخريب فتوكاتاليستي رنگ متيلن بلو در يك راكتور فتوكاتاليستي ناپيوسته استفاده شده و نتيجه ي مطلوبي نيز دريافت شده است كه حاكي از تخريب سريع، آسان و مقرون به صرفه اين آلاينده مي باشد. ZIF-11 توانسته است در مدت زمان كوتاه 30 دقيقه مقدار متيلن بلو را به ميزان 84 درصد كاهش دهد. همچنين با استفاده از آناليز هاي مشخصه يابي اين فتوكاتاليست (PXRD، FESEM، EDX، DRS، FTIR) به شناسايي مشخصات آن پرداخته ايم.

دي اكسيد تيتانيوم در ميان فوتوكاتاليست¬هاي نيمه¬هادي كه براي حذف تركيبات آلي در فاز آبي و گازي مورد بررسي قرار گرفته‌اند، داراي فعاليت فوتوكاتاليستي بالايي است. با اين حال سطح ويژه نسبتا پائين (m2/g 50) همچنين شكاف انرژي بزرگ آن (eV 2/3)، استفاده بهينه از بخش اعظم نور خورشيد و دستيابي به راندمان بالا در فرايند¬هاي تخريب فوتوكاتاليستي را با محدوديت روبرو مي¬كند. سنتز ساختار¬هاي متخلخل از فوتوكاتاليست و حساس¬سازي تيتانيا به جذب نور مرئي، راهكاري است كه در پژوهش¬هاي بسياري براي غلبه بر اين موانع مورد بررسي قرار گرفته است. در اين اختراع، دي اكسيد تيتانيوم اصلاح شده از طريق دوپ همزمان با گونه¬هاي فلز و نافلز (مس و نيتروژن) بر پايه مزوپور سيليكا بفرم آئروژل به روش سل-ژل و در فشار محيط سنتز شده است. اصلاح تيتانيا به كمك مس و نيتروژن علاوه بر فعال¬سازي فوتوكاتاليست تحت تابش نور مرئي (كاهش شكاف انرژي تا 22 درصد) موجب كاهش ميل بازتركيبي حامل¬هاي بار مي¬گردد. از مزاياي اين روش مي¬توان به استفاده از پيش ماده¬ ارزان قيمت براي سيليكا (سديم سيليكات)، عدم نياز به تجهيزات خاص و گران قيمت براي سنتز به دليل استفاده از فرايند¬هاي سل-ژل و خشك¬سازي آئروژل در فشار محيط، همچنين دستيابي به ساختار بلوري از تيتانيا و مساحت سطح بالا (m2/g 87/493) از فوتوكاتاليست اشاره كرد. استفاده از پايه سيليكا بفرم آئروژل در نمونه سنتزي موجب افزايش راندمان تخريب اتيل بنزن از 33% تا 90% شده است. همچنين بكارگيري دو دوپنت متناسب فلز/نافلز بصورت همزمان در نمونه سنتزي موجب افزايش راندمان تخريب اتيل بنزن از 78% تا 90% شده است.