لیست اختراعات با مالکیت
مهدي موسوي كمازاني
2 عدد
مهمترين مشكل جاذبها اين است كه آنها آلودگيها را فقط جذب ميكنند و آنها را به مواد زيستسازگار تبديل نميكنند. مواد فوتوكاتاليستي آلودگيها را به مواد زيستسازگار تخريب ميكنند و قابل استفاده مجدد هم هستند. به هر حال يك فوتوكاتاليست خوب بايد شرايط لازم را داشته باشد به عنوان مثال: 1- جاذب خوبي باشد، 2- شكاف نوار مناسبي داشته باشد به طوري كه بتواند در محيط مرئي تخريب كند. به عنوان مثال، تيتانيم دي اكسيد ثابت دي الكتريك خوبي دارد، جدايش الكترون-حفره در آن به خوبي اتفاق ميافتد اما شكاف نوار بزرگ آن باعث شده است كه فقط در ناحيه فرابنفش راندمان فوتوكاتاليستي خوبي داشته باشد. از اين رو تلاش بر اين است كه شكاف نوار اين ماده را كاهش دهند. دوپه (آلائيده) كردن يكي ازروشهاست. با اين توضيحات، توليد يك مادهاي با خصلت دوگانه يعني يك جاذب-فوتوكاتاليست (جاذبي كه آلودگيها را تخريب كند) يا فوتوكاتاليست-جاذب (فوتوكاتاليستي كه قابليت جذب بالايي داشته باشد) ميتواند بسيار جالب باشد. نانوساختارهاي صفحه مانند سريم اكسيد دوپ شده از طريق يك روش سونوشيمي جديد توليد خواهند شد. روش سنتزي به گونهاي است كه نانوساختارها به صورت صفحه اي روي هم قرار ميگيرند و فضاي مناسبي براي جذب ايجاد مي گردد. از آنجايي كه سريم اكسيد خاصيت فوتوكاتاليزوري دارد فرايند جذب مي بايست در محيط تاريك انجام گيرد. بعد از جذب، جاذب (نانوساختار) از محيط جدا مي شود و با قرار گرفتن در معرض نور، فرايند فوتوكاتاليزوري انجام ميشود. بنابراين رنگ جذب شده در سطح نانوساختار حذف ميگردد و نانوساختار ميتواند مجدد براي جذب و فوتوكاتاليست مورد استفاده قرار گيرد. در واقع اين نانوساختار به گونهاي طراحي ميشود كه پس از انجام فرايند جذب در محيط تاريك، با قرار گرفتن در معرض نور به طور هوشمند خود را براي استفاده مكرر پاك سازي مي كند. البته محلول نانوساختار از همان ابتدا ميتواند در معرض نور قرار گيرد كه در اينصورت چون هر دو فرايند جذب و تخريب فوتوكاتاليستي همزمان اتفاق ميافتند در مدت زمان كمتري حذف رنگ انجام خواهد شد. علاوه بر اينها، با دوپه شدن جذب نور در ناحيه مرئي افزايش مييابد و فرايند فوتوكاتاليستي در نور مرئي قابل انجام است. سريم دوپ شده با مس خاصيت فرومغناطيسي دارد و بنابراين جداسازي آن از محلول رنگ ساده است.
در اين طرح با هدف سولفورزدايي فوتوكاتاليزوري از تيوفن به عنوان مثالي از تركيبات گوگردي، نانوكامپوزيت Cu/Cu2O/BiVO4/Bi7VO13 براي اولين بار با روش سل-ژل تهيه شد. در شرايط بهينه يعني استفاده از اتيلن دي آمين، تانيك اسيد و نسبت 1:1:1 براي عناصر Cu:Bi:V و سپس كلسينه در 750 درجه سانتيگراد نانوذرات كامپوزيتي Cu/Cu2O/BiVO4/Bi7VO13 با مورفولوژي مكعب مستطيلي و اندازه حدود 50 نانومتر توليد شدند. توليد اين نانوكامپوزيت با روش تك مرحلهاي بسيار جالب است. در اينجا، نه تنها روش تك مرحلهاي و همزمان است بلكه همچنين، Cu/Cu2O به جاي CuO سنتز ميشود. BiVO4 به عنوان يك نيمه هادي نوع n فوتوكاتاليزور معروفي در ناحيهي مرئي است و قادر است با Cu2O به عنوان نيمه هادي نوع p هترو ساختار با اتصال p-n توليد كند. در اين هتروساختار، Cu2O علاوه بر افزايش ميزان جذب نور در ناحيهي مرئي، اثر هم افزايي الكترون دارد و جدايش الكترون-حفره را تسهيل ميكند. Cu فلزي در اين هتروساختار رسانايي را بالا برده و به افزايش راندمان كمك ميكند. علاوه بر دلايل بالا، موفولوژي ايجاد شده سطح وسيعي دارد و اين عوامل سبب رسيدن به راندمان سولفورزدايي فوتوكاتاليزوري 92 درصدي در مدت زمان 150 دقيقه تحت تابش نور مرئي شد كه نتيجهي بسيار مطلوبي است.
موارد یافت شده: 2