خلاصه اختراع

يكي از ويژگي هاي تيتانيوم دي اكسيد جذب نور در ناحيه ي فرابنفش مي باشد و به دليل اينكه درصد بسيار زيادي از نور قابل دسترس خورشيد در ناحيه ي مرئي مي باشد در اين اختراع اصلاح تيتانيوم دي اكسيد توسط آنتيموان وانادات به منظور استفاده از نور مرئي صورت گرفت. تركيب آنتيموان وانادات به دليل دارا بودن دو فلز آنتيموان و واناديوم با ظرفيت هاي اكسايشي مختلف به عنوان عامل بسيار مهم در واكنش هاي اكسيداسيون و به عنوان بازدارنده در بازگشت جفت الكترون-حفره عمل مي كند. در اين اختراع اصلاح نيمه هادي تيتانيوم دي اكسيد به منظور جذب موثر نور در ناحيه ي مرئي توسط تركيب آنتيموان وانادات (SbVO4 صورت گرفت كه براي اولين بار اين كار انجام شده است.) در اين كار تركيب آنتيموان وانادات با توان بالاي اكسايش (به دليل وجود دو فلز آنتيموان و واناديوم) را وارد شبكه تيتانيوم دي اكسيد نموده ايم و كاتاليزوري با قابليت بالاي اكسايش جهت افزايش توليد راديكال هيدروكسيل براي تخريب آلاينده ها سنتز كرده ايم. همچنين به دليل كاهش باند گپ انرژي در نانو كامپوزيت SbVO4-TiO2 امكان تخريب آلاينده آلي در نور مرئي به صورت قابل ملاحظه اي افزايش مي يابد.

حوزه کاربرد (زمینه فنی)

سنتز کاتالیزور جهت تخریب آلاینده های آلی موجود در پساب های کارخانه ها، صنایع پتروشیمی، صنایع شیمیایی، بیمارستان ها، کاتالیز واکنش های آلی

مشکل فنی موجود و هدف از این اختراع:

نیمه هادی تیتانیوم دی اکسید و همچنین کامپوزیت های اصلاح شده ی آن توسط محققین زیادی بررسی شده است. اما در زمینه ی اصلاح تیتانیوم دی اکسید توسط آنتيموان وانادات جهت افزايش خصلت فوتوكاتاليزوری تيتانيوم دي اكسيد در نور مرئي مطالعه ای صورت نگرفته است. هدف از این اختراع، ساخت کاتالیزوری که در مدت زمان اندک و سرعت بالا تخریب آلاینده ها را حتی در غلظت های بالا انجام دهد و علاوه بر این قابل بازیابی بوده و از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه باشد. همچنين هدف از اين اختراع افزايش خصلت فوتوكاتاليزوری تيتانيوم دي اكسيد در نور مرئي مي باشد.

ارایه راه حل برای مشکل فنی موجود همراه با شرح دقیق و کافی و یکپارچه اختراع

یکی از ویژگی های تیتانیوم دی اکسید جذب نور در ناحیه ی فرابنفش می باشد و به دلیل اینکه درصد بسیار زیادی از نور قابل دسترس خورشید در ناحیه ی مرئی می باشد در این اختراع اصلاح تیتانیوم دی اکسید توسط آنتيموان وانادات به منظور استفاده از نور مرئی صورت گرفت. تركيب آنتيموان وانادات به دليل دارا بودن دو فلز آنتيموان و واناديوم با ظرفيت هاي اكسايشي مختلف به عنوان عامل بسيار مهم در واكنش هاي اكسيداسيون و به عنوان بازدارنده در بازگشت جفت الكترون حفره عمل مي كند. اين امر موجب افزايش چشمگيري در راندمان تخريب فوتوكاتاليزوری آلاينده ها مي گردد. از مقايسه طيف جذبي نانوكامپوزيت سنتز شده SbVO4-TiO2 با تركيب تيتانيوم دي اكسيد خالص نتيجه مي گيريم كه شدت باند جذبي نانو كامپوزيت SbVO4-TiO2 در ناحيه ي مرئي افزايش يافته است. باند گپ محاسبه شده براي كامپوزيت SbVO4-TiO2 2/2 الكترون- ولت محاسبه شده است كه نسبت به تيتانيوم دي اكسيد خالص (1/3 الكترون- ولت) با كاهش باند گپ انرژي روبرو هستيم. نتيجه مي شود آنتيموان وانادات به عنوان ناخالصي مابين لايه ي والانس و هدايت تيتانيوم دي اكسيد با كاهش باند گپ انرژي سبب افزايش راندمان تخريب آلاينده ها در نور مرئي مي شود.