موفقیت محققان ایرانی در حذف آلاینده‌های هوا با فناوری نانو

[pesare baba 2250]

 

پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس تهران و صنعتی شریف موفق به ایجاد پوشش‌های نانوساختار اکسید تیتانیوم برای کاربردهای فتوکاتالیستی با روشی اقتصادی شدند.

 

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، نانوساختارهای اکسید تیتانیوم به علت حساسیت به نوری که دارند می‌توانند به عنوان فتوکاتالیست استفاده شوند و در حذف آلاینده‌ها از هوا مورد استفاده قرار گیرند.

 

یکی از زمینه‌های کاربردی این نانوساختارها استفاده‌ی آنها به صورت پوشش است. در همین راستا روش‌های مختلفی برای ایجاد پوشش‌های نانوساختار اکسید تیتانیوم ارائه شده‌اند که روش‌های سل-ژل، رسوب شیمیایی و فیزیکی بخار، پاشش پلاسمایی و... از این جمله‌اند که در نوع خود با هزینه‌های زیادی همراه هستند.

 

مهندس مرتضی فرخی‌راد، دانشجوی دکتری مهندسی مواد از دانشگاه تربیت مدرس در خصوص این طرح گفت: هدف اصلی این تحقیق، ایجاد پوشش‌های نانوساختار اکسید تیتانیوم به صورت اقتصادی برای کاربردهای فتوکاتالیستی بود. بر همین اساس برای ایجاد پوشش‌های نانوساختار اکسید تیتانیوم از روش رسوب نشانی الکتروفورتیک استفاده شد که روشی بسیار اقتصادی، ساده و در عین حال کارآمد است. همچنین بررسی مکانیزم فرایند رسوب‌نشانی الکتروفورتیک از حلال‌های مختلف (متانول، اتانول و بوتانول) و انتخاب حلال مناسب برای ایجاد پوشش از دیگر اهداف این کار تحقیقاتی بود.

 

وی با اشاره به مراحل این کار تحقیقاتی ادامه داد: در این تحقیق، سوسپانسیون نانوذرات تیتانیا در سه الکل متانول، اتانول و بوتانول تهیه شد و از افزودنی تری‌اتانول‌آمین برای افزایش بار سطحی و جلوگیری از آگلومره شدن نانوذرات در سوسپانسیون‌ها استفاده شد. غلظت بهینه تری‌اتانول‌آمین با استفاده از آزمون ته‌نشینی و اندازه‌گیری پتانسیل زتای نانوذرات در سوسپانسیون‌های حاوی غلظت‌های مختلف تری اتانول آمین تعیین شد.

 

وی افزود: در مرحله بعد، رسوب‌نشانی الکتروفورتیک از سوسپانسیون‌های حاوی غلظت بهینه‌ تری‌اتانول‌آمین در ولتاژها و زمان‌های مختلف، اجرا و ریزساختار پوشش‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. پوشش‌ها در سه دمای مختلف 400، 600 و 800 درجه سانتیگراد تحت شارش گاز آرگون تولید شده و در انتها نیز خاصیت فتوکاتالیستی آنها اندازه‌گیری شد.

 

به گفته فرخی‌راد یکی از مهمترین نوآوری‌های این تحقیق، بهره بردن از اثر نوع حلال در تهیه سوسپانسیون بر روی فرایند رسوب‌نشانی الکتروفورتیک و خواص پوشش است.

 

فرخی‌راد در مورد نتایج این کار تحقیقاتی گفت: در این تحقیقات مشخص شد که پوشش‌های نانوساختار تیتانیای تهیه شده از سوسپانسیون بوتانولی حاوی غلظت بهینه تری‌اتانول‌آمین دارای مرغوبترین و یکنواخت‌ترین ریزساختار هستند که منجر به راندمان بالای فتوکاتالیستی برای آنها می‌شود. در مورد فرایند رسوب‌نشانی الکتروفورتیک نیز مشخص شد که افزودنی مورد استفاده می‌تواند تأثیر زیادی بر روی پایداری سوسپانسیون، مقاومت الکتریکی رسوب و در نتیجه سرعت تشکیل پوشش در طول فرایند و همچنین ریزساختار پوشش داشته باشد.

 

مطالعه دقیقتر مکانیزم‌های فرایند رسوب‌نشانی الکتروفورتیک نیز توسط مهندس فرخی‌راد و دکتر تقی شهرابی از دانشگاه تربیت مدرس انجام شده که به مشاهدات جالبی در رابطه با مکانیزم و سینتیک رسوب نشانی الکتروفورتیک انجامیده و همچنان در حال پیگیری است.

 

نتایج این کار تحقیقاتی که با همکاری دکتر محمد قربانی از دانشگاه صنعتی شریف صورت گرفته در مجله «American Ceramic Society» (جلد 94، شماره 8، آگوست سال 2011) منتشر شده است.