فرهاد رحمانی چیانه

در پژوهش حاضر، تأثیر آلایش ساختاری نانوالیاف تیتانیا با مقادیر مختلف از نانوذرات کامپوزیتی سریا-آلومینا بر خواص و کارآیی فتوکاتالیستی در فرآیند تصفیه آب آلوده به آلاینده رنگی متیل اورانژ مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. بدین منظور، در ابتدا نانوذرات آلومینای کامپوزیتی حاوی wt.% 30 سریا با استفاده از روش تلقیح سنتز شدند و سپس مقادیر متفاوتی از آن (1، 5/2 و wt.% 5) در محلول پیش‌ساز تیتانیا پراکنده شده و برای تهیه نانوالیاف تیتانیای آلاییده به نانوذرات الکتروریسی شدند. نانوذرات سریا-آلومینا و نانوالیاف کامپوزیتی بهینه با استفاده از آنالیزهای XRD، FESEM و EDX مشخصه‌یابی شدند. تشکیل فازهای کریستالی سریا و آلومینا‌ و نیز شناسایی عناصر اکسیژن، آلومینیوم و سریم به ترتیب در آنالیزهای XRD و EDX صحت سنتز نانوذرات کامپوزیتی سریا-آلومینا را تأیید کردند. نتایج آنالیزهای شناسایی نشان دادند که آلایش ساختاری نانوالیاف تیتانیا با مقدار مناسب از نانوذرات سریا-آلومینا سبب تغییر محسوسی در ساختار کریستالی و مورفولوژی نانوالیاف تیتانیا نمی‌شود. شناسایی عناصر آلومینیوم و سریم مؤید حضور نانوذرات سریا-آلومینا در ساختار نانوالیاف تیتانیا بودند. با توجه به نتایج عملکردی، مشخص شد که آلایش ساختاری با نانوذرات ظرفیت جذب نانوالیاف تیتانیا را افزایش می‌دهد. بعلاوه، wt.% 1 به عنوان مقدار بهینه نانوذرات سریا-آلومینا جهت آلایش ساختاری نانوالیاف انتخاب شد. این نانوالیاف توانست در مدت زمان 2 ساعت تابش نور UV‌ تقریباً 74% از آلاینده رنگی را تخریب نماید. با افزایش مقدار نانوذرات، راندمان حذف نانوالیاف به تدریج کاهش یافت که می‌توان آن را به کاهش تعداد سایت‌های فعال در دسترس و مسدود شدن سایت‌های تیتانیا با نانوذرات و نیز احتمالاً افزایش میزان بازترکیبی جفت‌های الکترون-حفره نسبت داد. بررسی مدل‌های سینتیکی مختلف برای نانوالیاف آلایش یافته بهینه نشان داد که نتایج حاصل از تجزیه نوری متیل اورانژ با مدل سینتیکی مرتبه اول بیشترین مطابقت را دارد (99/0