روشن خوشنوازی

پژوهش حاضر، برروی سنتز و بررسی نانوکامپوزیت‌های جدید برپایه اکسیدهای فلزی، سرامیک‌ها، پلیمرها و اکسیدهای لایه‌ای دوگانه متمرکز شده است. این پژوهش جهت بررسی و گسترش کاربردهای نانو کامپوزیت‌هایی بر پایه پلی‌اکسومتالات ها‌ انجام شده است. درحال حاضر فناوری نانو در زمینه‌های مختلفی کاربرد دارد، که سنتز و به کارگیری نانو کامپوزیت‌ها به منظور رفع محدودیت‌های آنها و خاصیت هم‌افزایی خواص آنها، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در این راستا نانوکامپوزیت‌هایی مختلفی برپایه پلی‌اکسومتالات های ساندویچی تهیه شده است، که این نانوکامپوزیت‌ها (شامل: Mg3Al@Co4W18، Mg3Al@Cu4W18، Co4W18@MgFe2O4@CS، Cu4W18@MgFe2O4@CS، Co4W18@ZnFe2O4@CS، Cu4W18@ZnFe2O4@CS، Cu4W18@ZnFe2O4@PVA، Cu4W18@MgFe2O4@PVA، Co4W18@MgFe2O4@PVA، Co4W18@ ZnFe2O4@PVA) با استفاده از روش‌های مبتنی بر شیمی سبز اعم از سل-ژل و هیدروترمال سنتز شده‌اند. به‌عبارت دیگر نانوکامپوزیت‌های پلی‌اکسومتالات ها بر پایه اکسیدهای فلزی و هیدروکسیدهای لایه‌ای دوگانه (MgFe2O4، ZnFe2O4، LDH) و همچنین پلیمرها (PVA و CS) طراحی و سنتز شده‌اند. مواد سنتز شده بعد از شناسایی با استفاده از روش‌های دستگاهی و تحلیلی از جمله FT-IR، UV-Vis، XRD، FE-SEM، EDX-Mapping، BET، VSM، CV و شکاف نوار مورد بررسی قرار گرفته‌اند. دراین پژوهش، باتوجه به نقش کاتالیزگری بعضی از نانوکامپوزیت‌ها در حذف و تخریب آلاینده‌ها، به امکان‌سنجی حذف آلاینده‌های زیست محیطی توسط نانوکامپوزیت‌های برپایه پلی‌اکسومتالات ها پرداخته شده است. در بخش حذف آلاینده، مطابق با نتایج بدست آمده با استفاده از کاتالیزگرهای تحت تاثیر نور UV، درصد حذف رنگ‌ کاتیونی با بازده حدود 99% بدست آمد. همچنین از کاتالیزگر Co4W18@MgFe2O4@CS در حضور نور UV برای حذف ترکیبات گوگرددار مانند بنزوتیوفن و دی‌بنزوتیوفن با بازده بالای 98 و 93% استفاده شد. نانوکاتالیزگرهای ناهمگن سنتز شده پس از هر مرحله برای پنج مرتبه براحتی جداسازی و بازیافت شدند. نتایج حاصل از این پژوهش روش خوبی برای رسیدن به سوختی پاک ارائه می‌دهد. به‌منظور تحلیل و بررسی متغیرهای موثر بر نتایج و داده های خروجی، با کمترین تعداد آزمایش، از روش طراحی آزمایش (Design-Expert) در روش طراحی مرکب مرکزی (CCD) از مجموعه رویه سطح پاسخ (RSM) استفاده شد. با استفاده از برنامه Design-Expert در طراحی آزمایش برای بررسی پارامترهای غلظت، مقدار کاتالیزگر و زمان به‌عنوان آلاینده و میزان اثرگذاری برهمکنش بین دو و سه پارامتر بر فرآیند استفاده شد. با استفاده از این روش، با بدست آوردن مقدار بهینه هریک از متغیرهای طراحی آزمایش بازیابی و استفاده مجدد از کاتالیرها انجام گرفت، که بعد از پنج بار بازیابی کاتالیزگری، تغییر چندانی در میزان کارایی آنها مشاهده نشد. با استفاده از روش طراحی آزمایش CCD از مجموعه RSM با کمترین تعداد آزمایش می‌توان تاثیر متغیرهای مختلف بر فرآیند را بررسی کرد تا به نتایج قابل قبولتری رسید. در ادامه یکی از اهداف پروژه، ویژگی الکتروشیمیایی کاتالیزگرهای سنتز شده از طریق روش ولتامتری چرخه‌ای (CV) مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان دادند که کامپوزیت‌های مورد نظر در محیط اسیدی جریان بالایی از خود نشان می‌دهند. در نهایت می‌توان گفت نتایج بدست آمده دراین پژوهش، روشی کارآمد برای دست‌یابی به سوختی پاک بوده و نیز مناسب برای حذف آلاینده‌ها بوده‌اند. همچنین دراین پژوهش روشی کارآمد برای اکسایش آب به کمک پلی‌اکسومتالات ها درجهت افزایش و بررسی خواص کاتالیزگری آنها ارائه شد.