سید رضا نبوی

در پژوهش حاضر، نانوالیاف تیتانیوم دی اکسید دوپه شده با آهن (Fe-TiO2) از طریق الکتروریسی محلول آهن (III) استیل استونات/ تیتانیوم تترا ایزوپروپوکساید/ پلی وینیل پیرولیدون (Fe(acac)3/TTIP/PVP) و به دنبال آن انجام تکلیس، تهیه شد. نانوالیاف تهیه شده توسط فنون طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، گرماسنجی تفاضلی-وزن سنجی حرارتی (DSC-TGA)، پراش پرتو ایکس (XRD)، اندازه گیری جذب-واجذب فیزیکی N2، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) و طیف سنجی بازتابش انتشاری (DRS)، شناسایی و مشخصه یابی شد. نتایج به دست آمده نشان داد PVP پس از تکلیس نانوالیاف چندسازه، تخریب شده و TiO2 با فاز آناتاز و اندازه تقریبی بلور nm 4/35 تشکیل شد. همچنین، تشکیل نانوالیاف Fe-TiO2 با میانگین قطر nm 85 و ساختار مزوحفره نشان داده شد. به علاوه، حضور موثر دوپه کننده آهن با کاهش انرژی شکاف نوار فوتوکاتالیست، اثبات شد. جهت ارزیابی عملکرد فوتوکاتالیستی نانوالیاف Fe-TiO2، رودامین بی (RhB) به عنوان مدلی از آلاینده انتخاب شد. آزمایشات تخریب فوتوکاتالیستی تحت تابش نور مرئی در یک راکتور ناپیوسته صورت گرفت. بر اساس نتایج، نسبت مولی آهن به تیتانیوم 1% به عنوان مقدار بهینه دوپه کننده انتخاب شد. این فوتوکاتالیست در میکروراکتور ساخته شده توسط حکاکی و برش لیزری روی صفحات پلی متیل متاکریلات (PMMA)، تثبیت شد. تخریب RhB در میکروراکتور طراحی شده اجرا شد؛ به این ترتیب عملکرد میکروراکتور و کارایی آن در تخریب رنگزاها بصورت پیوسته، مورد بررسی قرار گرفت. مقادیر بهینه ppm 10، mL h-1 2 و V9 به ترتیب برای غلظت اولیه رنگزا، دبی جریان ورودی و ولتاژ اعمال شده بدست آمد. این میکروراکتور فوتوکاتالیستی قابلیت تخریب 64% از رنگزای RhB در حالت پایا و در شرایط بهینه را تحت تابش نور مرئی، به نمایش گذاشت. به علاوه، امکان دو برابر شدن حجم فرآوری سامانه با حفظ میزان تخریب رنگزا، از طریق اتصال دو تراشه به صورت موازی و امکان افزایش میزان تخریب رنگزا با اتصال متوالی دو تراشه میکروراکتور از 64% به 87% در حالت پایا، فراهم شد. همچنین، کارایی سامانه میکروراکتور جریان پیوسته در تخریب انواع دیگر آلاینده های رنگی توسط آزمایشات تخریب فوتوکاتالیستی متیلن بلو (MB) و اسید رد 88 (AR88) تایید شد.