با توجه به محدوديت آب در دسترس بشر، آلودگي منابع آب سطحي توسط پساپ هاي صنعتي و نيز منابع آب زيرزميني از طريق نفوذ مواد سمي و خطرناك پساب ها و مصارف كشاورزي، يكي از معضلات زيست محيطي است. از اين رو ابداع روش هاي نوين و كم هزينه و موثر براي تامين آب شرب و نيز تصفيه پساب هاي حاوي آلاينده هاي مختلف بسيار ضروري به نظر مي رسد.از جمله خطرناك ترين پساب ها پساب هاي حاوي رنگ زاها مي باشد كه مي توان به پساب هاي حاصل از صنايع غذايي، نساجي، دارويي، آرايشي بهداشتي و ... اشاره نمود. رنگزاهاي آلي يكي از اجزاي پساب هاي صنايع مي باشد و بكارگيري روش هايي جهت حذف آنها بسيار ضروري مي باشد. بيشتر رنگها براي گياهان سمي بوده و داراي اثرات سرطان زايي بر روي انسانها نيز مي باشد. در سالهاي اخير مطالعات زيادي بر روي تلفيق كاتاليستها با منابع انرژي بالا از جمله ماوراي بنفش جهت تخريب آلاينده هاي آلي زيست محيطي مورد استفاده قرار گرفته است، كه بيانگر ايجاد يك زمينه گسترده در مورد فناوري استفاده از نانو فوتوكاتاليستها مي باشد.در اين اختراع با سنتز يك نانو فوتوكاتاليست جديد بر پايه تنگستن(WO3-Ag) با روش احتراق و طراحي فرآيند مورد نظر در راكتورهاي فوتو كاتاليستي نيمه پيوسته، ميزان بازدهي فرآيند تخريب مواد رنگزاي آلي كه از آلاينده هاي سرطان زاي زيست محيطي مي باشند مورد بررسي قرار خواهد گرفت و شرايط بهينه فرآيند به منظور نيل به حداكثر بازدهي ممكن ارائه خواهد گرديد.

سالانه حجم زيادي از پساب حاوي مواد رنگزاي آلي توسط صنايع مرتبط ايجاد مي شود. وجود مقادير اندك رنگ در پساب، علاوه بر ايجاد ظاهر نامطلوب مانع از جذب نور توسط موجودات آبزي مي شود. از سوي ديگر به دليل وجود تركيبات آروماتيكي در رنگزاهاي آلي اين پسابها عاملي مضر بر سلامت انسان محسوب مي شود. اين مواد به روشهاي متدوال بيولوژيكي قابل تخريب نيستند، از اين رو روشهاي اكسايش پيشرفته همچون اكسايش فتوكاتاليستي با قابليت اكسايش مواد آلي سرسخت، مي تواند در اين زمينه بسيار كاربردي جلوگر شود. اكسيد تنگستن اصلاح شده با كبالت سنتز شده در اين اختراع، مي تواند رنگ اينديگو كارمين را به طور كامل از پساب حاوي اين رنگزا حدف نمايد. روش سنتز به كار رفته در آماده سازي اين فتوكاتاليست، روش احتراقي محلول مي باشد. روش احتراقي از روشهاي ساده و سريع با مصرف انرژي اندك مي باشد كه توان توليد ذرات با ابعاد بسيار كوچك را داراست. لامپ UV به كار رفته توان كم و مصرف برق پاييني دارد. از سويي، راكتور مورد استفاده از نوع نيمه پيوسته با قابليت تغيير اندازه به منظور كاربرد در مقياس نيمه صنعتي مي باشد.

ساخت نانو فتو كاتاليست اكسيد روي كادميم زمينه فني مربوط به علوم شيمي و محيط زيست ميباشد و كاربرد آن به منظور تصفيه پسابهاي حاوي مواد رنگزا مي باشد.وجود مواد رنگزا در پساب ها باعث صدمه شديد به محيط زيست ميشود و بايد از پساب ها حذف شود.يكي از روش هاي حذف پساب هاي رنگي تاباندن نور فرابنقش به فتو كاتاليست ها در يك فتو راكتور ميباشد(روش اكسيداسيون پيشرفته) .اكسيد روي از كاتاليست هاي پر مصرف در اين روش مي باشد.هدف بهبود اثر كاتاليست zno از طرق دوپ كردن كادميم با آن ميباشد. نانو فتوكاتاليست جديداكسيد روي اصلاح شده با كادميوم توانايي حذف رنگزاهاي آلي را دارا مي باشد و توانسته رنگزاي reactive orange 122 را بطور كامل حذف كند.روش سنتز بكار رفته روش احتراقي بوده كه روشي ساده ،سريع و با مصرف انرژي اندك مي باشد.براي تست عملكرد كاتاليست ساخته شده نيز از راكتور نا پيوسته كه داراي لامپ UV 9 وات بوده استفاه شده است.

ساخت نانوفتوكاتاليست اكسيد روي بيسموت زمينه فني مربوط به علوم شيمي و محيط زيست مي‌باشد و كاربرد آن به منظور نصفيه پسابهاي حاوي مواد رنگزا مي‌باشد. وجود مواد رنگزا در پساب ها باعث صدمه شديد به محيط زيست مي‌شود و بايد از پساب ها حذف شود. يكي از روش هاي حذف پساب هاي رنگي تاباندن نور فرابنفش به فتوكاتاليست ها در يك فتوراكتور مي‌باشد(روش اكسيد سيون پيشرفته ). اكسيد روي از كاتاليست هاي پر مصرف در اين روش مي باشد. هدف بهبود اثر كاتاليست zno از طريق دوپ كردن بيسموت با آن ميباشد. نانو فتوكاتاليست جديد اكسيد روي اصلاح شده با بيسموت توانايي حذف رنگزاهاي آلي را دارا مي باشد. و توانسته رنگزا هاي reactive red 198 و reactive orange 1 را به طور كامل حذف كند . روش سنتز به كار رفته روش احتراقي بوده كه روشي ساده ، سريع و با مصرف انرژي كم مي باشد. براي تست عملكرد كاتاليست ساخته شده از راكتور ناپيوسته كه داري لامپ 9 UV وات بوده استفاده شده است.

در اين پژوهش ميزان كارايي فوتونانوكاتاليست ZnO با فلز Cr دوپت شده بر روي آن با روش سنتز احتراقي و تحت امواج ماكروويو، به عنوان كاتاليزوري براي حذف رنگ Acid Red 18 مورد بررسي و مطالعه قرار گرفت. به منظور رسيدن به شرايط بهينه درعين رنگبري حداكثري، تاثير پارامترهاي مهم در فرآيند رنگبري از قبيل غلظت اوليه محلول آلاينده، ميزان pH محلول و مقدار كاتاليست مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج حاكي از آن است كه بهترين راندمان فرآيند رنگبري براي محلول 0.5 ليتري در دماي محيط، pH طبيعي، غلظت پايين محلول 10 ppm و ميزان بهينه نانوكاتاليست 0.08 گرم بر ليتر به دست آمد. طبق شرايط بهينه به دست آمده، درصد راندمان حذف آلاينده به بيش از 60 درصد براي 60 دقيقه و بيش از 90 درصد براي 100 دقيقه رسيد. با استفاده از اين نتايج مي توان گفت كه استفاده از اين نانوفوتوكاتاليست با توجه به بازدهي بالا در مدت زمان كوتاه، روشي موثر در حذف آلاينده رنگي مي باشد.

فرايند تخريب زنجيره آلي تركيبات رنگزا توسط اكسيد روي دوپت شده با نقره و آلومينيم در بستر راكتور با بررسي قدرت كارايي فتونانوكاتاليست اكسيد روي دوپه شده با نقره و آلومينيم به عنوان كاتاليز براي حذف رنگ Reactive Blue 19 مورد بررسي و مطالعه قرارگرفت. براي رسيدن به شرايط بهينه حداكثر و رنگبري رنگزا، اثر پارامترهاي كليدي و موثر بر فرآيند رنگبري ازجمله pH اوليه محلول ، مقدار كاتاليست وغلظت اوليه محلول مورد بررسي قرارگرفت. با توجه به نتايج بدست آمده، راندمان رنگبري براي 2 ليتر محلول رنگي در دماي محيط وpH طبيعي در زمان 90دقيقه پس از شروع آزمايش با ميزان هاي مشخص از كاتاليست (025/0 ، 05/0 ، 1 ، 5/1 گرم بر ليتر )براي پساب رنگي به غلظت 20 ppm به دست آمد. در اين شرايط راندمان بدست آمده حاكي از رنگبري بالاي 90 درصد رنگ در محلول ها مي باشد. با استفاده از نتايج به دست آمده مي توان گفت كه استفاده از اين نانو كاتاليست دوبت شده در اين تحقيق يك روش موثر، با بازدهي مناسب در رنگبري تركيبات رنگي سنتتيك مي باشد. اين طرح با بهره بري از واكنش پذيري بالاي راديكال هاي هيدروكسيل به عنوان محرك در واكنش هاي اكسيداسيون پيشرفته(AOPs) در راكتور فتوكاتاليستي فعاليت آلوده كننده هاي آلي پايدار در پساب هاي صنعتي را كاهش مي دهد و با تبديل آنها به مواد معدني همچون دي اكسيد كربن و آب يك فناوري اميدواركننده براي حفظ محيط زيست مي باشد.