بررسی سیستم پیزو-فوتوکاتالیزوری مبتنی بر باریم تیتانات (BaTiO۳) به منظور تجزیه رنگ آلی

مواد پیزو فتوکاتالیزوری قادرند با اعمال کرنش یا تنش مکانیکی بر ساختار کریستالی خود به ویژه در فاز تتراگونال غیر متقارن، میدان پیزوالکتریک داخلی تولید کنند این میدان داخلی باعث جدایش موثر جفتهای الکترون حفره و سرکوب بازترکیب حاملهای بار میشود و در نتیجه فعالیت فوتوکاتالیزوری ماده به طور چشمگیری افزایش می یابد در سالهای اخیر تیتانات باریم به دلیل توانایی برجسته در فعال سازی هم زمان فرآیندهای نوری و مکانیکی توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. در این گزارش روشی ساده و کم هزینه برای تهیه ی تیتانات باریم (BaTiO۳) ارائه شده است ابتدا تیتانات باریم به روش سل ژل فرآوری و سپس نانو ذرات نقره از طریق رسوب دهی نوری بر سطح آن بارگذاری شد. متعاقبا ساختار بلوری نمونه با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفت و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای مطالعه ی اندازه و ریخت شناسی ساختار به کار گرفته شد برای ارزیابی عملکرد فوتوکاتالیزوری، تخریب رنگ اسید بلک تحت تابش نور مرئی مورد مطالعه قرار گرفت و علاوه بر آن نقش تحریک مکانیکی همزمان با تابش نور بررسی شد. نتایج نشان دادند که تحت تابش نور به تنهایی راندمان تخریب رنگ حدود ۶۵ درصد بود، در حالی که اعمال هم زمان امواج اولتراسونیک این بازده را به حدود ۹۰ درصد افزایش داد که بیانگر نقش موثر تحریک مکانیکی در تقویت فرآیند پیزو فتوکاتالیزوری است. همچنین بررسی های دقیق نشان داد که افزایش شدت و توان امواج ارتعاشی اثر مثبتی بر عملکرد کلی سیستم دارد چراکه این امر موجب تقویت میدان داخلی ناشی از اثر پیزوالکتریک و افزایش چشمگیر جدایش حامل های بار و سرکوب بازترکیب آنها می شود. به طور کلی، یافته های این پژوهش نشان می دهند که تیتانات باریم به عنوان یک پیزو فتوکاتالیزور کارآمد قادر است تخریب کارآمد رنگ های آلی را تحت تابش نور مرئی و تحریک مکانیکی ترکیبی فراهم کند و گزینهای امیدوارکننده برای کاربردهای تصفیه آلاینده های محیطی باشد.

کلیدواژه ها:

پیزو فوتوکاتالیزوری ، باریم ، تیتانات ، هم افزایی ، تجزیه رنگ آلی