رزگار احمدی

در این پروژه کربن شبه الماس (DLC) به‌صورت الکتروشیمیایی داخل نانولوله های تیتانیوم دی اکسید (NT-TiO2) رشد داده شده بر روی ورقه تیتانیومی رسوب دهی داده شدند تا اینکه الکترودی کارآمد برای تولید الکتروشیمیایی اوزون (EPO) تهیه شود. TiO2-NT حاصل بر روی ورقه تیتانیوم جوش الکتریکی داده شده به میله تیتانیوم و نیز قرار داده شده در الکترولیت حاوی یون فلورید، از طریق اعمال پتانسیل 20 ولت در مدت 2 ساعت تشکیل شده بودند. فعالیت الکتروکاتالیستی الکترودهای تهیه شده با روش‌های الکتروشیمیایی کرونوپتانسیومتری، کرونوآمپرومتری و ولتامتری روبشی خطی برای بررسی قابلیت آن‌ها در EPO سنجش شد و نیز فعالیت فوتوالکتروکاتالیستی آن‌ها در محلول Na2S مورد بررسی قرار گرفت. همچنین از روش‌های دستگاهی متفاوت نظیر پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف‌سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس (EDX) برای بررسی مورفولوژی و تشکیل ساختار نانولوله‌ها و عناصر یا ترکیبات موجود در الکترودها استفاده شد. جهت بهینه سازی شرایط مورد استفاده برای رشد NT-TiO2، فعالیت الکتروکاتالیستی الکترودها برای EPO و بهبود فعالیت فوتوالکتروکاتالیستی مورد مقایسه قرار گرفت. در ادامه بهترین الکترود تهیه شده با بیشترین فعالیت EPO و فوتوالکتروکاتالیستی به‌عنوان بستری برای ترسیب الکتروشیمیایی DLC مورد استفاده قرار گرفت. با رسوب دهی DLC در ساختار الکترود نه تنها از طریق افزایش هدایت الکتریکی مجموعه الکترود موجب بهبود فعالیت فوتوالکتروکاتالیستی الکترود گردید بلکه به دلیل فعالیت الکتروکاتالیستی DLC برای تولید اوزون باعث افزایش دانسیته جریان تولید اوزون و بهبود مقدار EPO شد. سپس، راه کار دوپه کردن نیتروژن با استفاده از روش های الکتروشیمیایی و ترسیب بخار شیمیایی (CVD) برای بهبود فعالیت الکتروکاتالیستی فیلم DLC به کار برده شد. بررسی و مطالعه فعالیت الکتروکاتالیستی الکترودهای حاصل بیانگر تاثیر بهتر روش دوپه کردن الکتروشیمیایی نسبت به CVD داشت اگر چه فعالیت آن‌ها نسبت به الکترود اولیه تهیه شده (NT-TiO2/DLC) کمتر بود. از طریق روش‌های دستگاهی نظیر XRD، SEM، EDX و رامان تشکیل فیلم DLC در داخل NT-TiO2 مورد تائید قرار گرفت. بر اساس نتایج آنالیز رامان به خوبی تاییدکننده تشکیل فیلم DLC در شرایط رسوب دادن آندی و کاتدی داشتند اما الکترود تهیه شده با ترسیب آندی الکتروشیمیایی DLC قابلیت بسیار بهتری برای تولید الکتروشیمیایی اوزون از لحاظ مقدار و پایداری داشت. سرانجام، اوزون تولید شده به روش الکتروشیمیایی با الکترود اولیه، برای حذف آلودگی‌های ناشی از مواد رنگی آلی نظیر متیلن بلو و ردامین‌بی و آنتی بیوتیک های رایج نظیر تتراسایکلین و آموکسی‌سیلین در محلول های آبی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج طیف سنجی بیانگر حذف کامل آلودگی های آنتی بیوتیکی در کمتر از 28 دقیقه و ترکیبات رنگی در مدت 180 دقیقه با استفاده از اوزون تولیدی با الکترود NT-TiO2/DLC داشتند.