ساخت فوتوكاتالیست هیبریدی روی اكسید- مس ایندیوم سولفید(ZnO/CuInS2) با كارایی بالا در واكنش تخریب فوتوكاتالیستی آلاینده آلی كریستال ویولت

خلاصه اختراع :

رفع آلاینده های موجود در محیط زیست از دیر باز فكر بشر را به خود معطوف كرده است. اغلب آلاینده های موجود در محیط زیست از نوع تركیبات آلی اند كه غالبا طی فرایند های اكسایشی قابل تجزیه اند. در فن آوری جدید از تركیبات نیمه رسانا به عنوان كاتالیست در حضور تابش نور استفاده می شود كه فرایند فوتواكسایش نامیده می شود. از مزایای این روش امكان اجرای آن در شرایط محیطی و امكان حذف كامل مواد آلی و تبدیل آن به مواد بی ضرر است. در میان نیمه رساناهای مختلف، روی اكسید كه از فوتوكاتالیست های پربازده و سازگار با محیط زیست می باشد، از جایگاه ویژه ای برخوردار است. با وجود كارایی بالای فوتوكاتالیست روی اكسید استفاده از آن به دو دلیل با محدودیت روبرو است: یكی گاف نواری گسترده روی اكسید است كه در این گستره گاف نواری (4/3 الكترون ولت) امكان باز تركیب مجدد الكترون حفره افزایش می یابد و در نتیجه بازده فوتوكاتالیستی با كاهش شدید روبرو می شود. از طرف دیگر روی اكسید در این گستره از گاف نواری تنها قادر به جذب امواج فرابنفش می باشد كه تنها حدود 5% از نور خورشید را تشكیل می دهد كه بازده پایین فوتوكاتالیستی را موجب می شود. در این راستا هیبرید روی اكسید- مس ایندیوم سولفید سنتز شد. با تهیه فوتوكاتالیست هیبریدی روی اكسید- مس ایندیوم سولفید گاف نواری كاهش و میزان جذب نور مرئی افزایش یافته و به مراتب بازده فوتوكاتالیستی بهبود می یابد. عامل مهم دیگری كه بر بازده فرایند فوتوكاتالیستی موثر است ایجاد سطوح انرژی جدید بین نوار هدایت و ظرفیت است. این سطوح انرژی ایجاد شده از باز تركیب مجدد الكترون- حفره جلوگیری كرده و بازده فوتوكاتالیستی افزایش می یابد. كارایی بالای فوتوكاتالیست هیبریدی "روی اكسید- مس ایندیوم سولفید" تهیه شده در واكنش فوتوكاتالیستی تخریب آلاینده كریستال ویولت در دمای محیط به اثبات رسید.