خلاصه اختراع

ورود آلاينده هاي آلي از طريق فاضلاب هاي صنعتي به محيط زيست با توجه به افزايش روز افزون حجم آن ها، مشكلات بسيار جدي به همراه داشته است. رنگ با توجه به كاربرد فراوان در صنايع نساجي و رنگرزي و همچنين خطراتي كه براي محيط زيست و انسان دارد، ازجمله آلاينده هايي مي باشد كه حذف آن از فاضلاب هاي تخليه شونده به محيط زيست از اهميت زيادي برخوردار است. صنايع نساجي مقادير زيادي آب مصرف نموده و يكي از بزرگترين صنايع مصرف كننده آب است و رنگ اولين آلاينده اي است كه بايد در فاضلاب هاي نساجي مورد توجه قرار گيرد. با توجه به مسئله كمبود آب به دليل افزايش آلودگي هاي زيست محيطي از جمله آلودگي آب، بايستي تصفيه فاضلاب هاي آلوده به آلاينده ها مورد توجه قرار گيرد. تجزيه فتوكاتاليزوري روش مناسبي براي تجزيه آلاينده ها است. اين روش مزاياي زيادي نظير تجزيه رنگ به مواد بي ضرر نسبت به روش هاي ديگررا دارا است. اين تركيب مي تواند در صنايع شيميايي، صنايع نساجي، آب و فاضلاب و تصفيه پساب ها مورد استفاده قرار گيرد. در اين اختراع به منظور استفاده بيشتر از نور خورشيد تركيبي فعال در ناحيه مريي و فرابنفش سنتز كرديم. از مزاياي اين فتوكاتاليزور، فعال بودن دو فاز مختلف آن در ناحيه مريي و فرابنفش را مي توان نام برد. فاز منوكلينيك تركيب مذكور در ناحيه مريي و مخلوط دو فاز تتراگونال و منوكلينيك آن در ناحيه فرابنفش فعال است. درBiVO4 با دو فاز مختلف منوكلينيك و تتراگونال، اتصال تنگاتنگي بين دو فاز منوكلينيك و تتراگونال در مقياس نانو ايجاد مي شود. نتايج نشان دادنده اند كه رفتار بارهاي القا شده توسط نور به ميزان قابل توجهي به فازهاي كريستالين نمونه BiVO4 بستگي دارد. دو فاز مختلف تتراگونال و منوكلينيك، شرايط ويژه اي را براي انتقال بار، افزايش جدايي جفت هاي الكترون- حفره توليد شده توسط نور و تغيير در جهت مهاجرت حامل هاي بار توليد شده توسط نور ايجاد مي كند. تركيب مذكور عملكرد فوق العاده با پايداري بالا نشان مي دهد.

حوزه کاربرد (زمینه فنی)

صنایع نساجی و رنگرزی، آب و فاضلاب، تصفیه پساب ها.

مشکل فنی موجود و هدف از این اختراع:

از آن جايي كه ذخيره اصلي انرژی بر روی زمين از تابش نور خورشيد تأمين مي شود، يک منبع هميشگي كه مي تواند پاسخگوی هر نوع نياز قابل تصور بشر در آينده باشد، انرژی نور خورشيد است. بدين منظور هدف از اين پروژه، سنتز فتوكاتاليزورهای كارآمد فعال در ناحيه ی مریي و فرابنفش مي باشد. از مزایای این فتوکاتالیزور، فعال بودن دو فاز مختلف آن در ناحیه مریی و فرابنفش را می توان نام برد. فاز منوکلینیک ترکیب مذکور در ناحیه مریی و مخلوط دو فاز تتراگونال و منوکلینیک آن در ناحیه فرابنفش فعال است. درBiVO4 با دو فاز مختلف منوکلینیک و تتراگونال، اتصال تنگاتنگی بین دو فاز منوکلینیک و تتراگونال در مقیاس نانو ایجاد می شود. نتایج نشان داده اند که رفتار بارهای القا شده توسط نور به میزان قابل توجهی به فازهای کریستالین نمونه BiVO4 بستگی دارد. دو فاز مختلف تتراگونال و منوکلینیک، شرایط ویژه ای را برای انتقال بار، افزایش جدایی جفت های الکترون-حفره تولید شده توسط نور و تغییر در جهت مهاجرت حامل های بار تولید شده توسط نور ایجاد می کند. ترکیب مذکور عملکرد فوق العاده با پایداری بالا نشان می دهد. این فرایند بسيار مقرون به صرفه بوده و از لحاظ اقتصادي هزينه سنتز بسيار كمي را در مقابل عملكرد فوق العاده با پايداري بالا نشان مي دهد. به طور کلی هدف از این اختراع، حذف مواد آلاینده آلی از پساب های صنعت نساجی و رنگرزی است.

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

از آنجایی كه در پساب هاي صنعتي كارخانجات، آلاينده هاي آلی و معدنی موجود هستند ما در صدد برآمدیم تا با سنتز يك ترکیب فعال در ناحیه مرئی و فرابنفش حذف آلاینده ها را در كمترين زمان ممكن و با بيشترين كارايي انجام دهيم. از مزایای این فتوکاتالیزور، فعال بودن دو فاز مختلف آن در ناحیه مریی و فرابنفش را می توان نام برد. فاز منوکلینیک ترکیب مذکور در ناحیه مریی و مخلوط دو فاز تتراگونال و منوکلینیک آن در ناحیه فرابنفش فعال است. درBiVO4 با مخلوط دو فاز مختلف منوکلینیک و تتراگونال، اتصال تنگاتنگی بین دو فاز منوکلینیک و تتراگونال در مقیاس نانو ایجاد می شود. در نتیجه دو فاز کریستالی ترکیب مذکور قادر به فعالیت فتوکاتالیزوری در ناحیه مریی و فرابنفش خواهد بود. ترکیب مذکور عملکرد فوق العاده با پایداری بالا نشان می دهد. این فرایند بسيار مقرون به صرفه بوده و از لحاظ اقتصادي هزينه سنتز بسيار كمي را در مقابل عملكرد فوق العاده با پايداري بالا نشان مي دهد. نمونه ساخته شده با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) آنالیز شد که نتایج در ضمیمه آورده شده است. فعالیت فتوکاتالیزوری ترکیب مورد نظر به وسیله تخریب محلول آبی متیل اورانژ (MO) تحت تابش نور مریی و فرابنفش بدست آمده است.