ژوهشگران دانشگاه صنعتي شريف، نانوذرات TiO2 را با سطح ويژه بالا و فعاليت زياد، براي تخريب سريع آلودگي‌هاي رنگي ناشي از پساب‌هاي کارخانجات نساجي سنتز كردند.

خانم شهناز قاسمي، با استفاده از حلال يوني در روش سل‌ژل، به توليد نانوذرات TiO2 با سطح ويژه بالا و فعاليت زياد دست يافته‌است، سپس با استفاده از اين نانوذره، موفق به تخريب فتوکاتاليستي يك نمونه از رنگ آزو (Blue 92 Acid) شده‌است.

رنگ‌هاي آزو، بزرگ‌ترين گروه مواد رنگ‌کننده در صنعت نساجي را تشکيل مي‌دهند. آزاد شدن اين مواد در طبيعت، بزرگ‌ترين منبع آلودگي براي اکوسيستم‌هاي طبيعي است. در طي چند دهه اخير، فرايندهاي اکسيداسيون پيشرفته براي تخريب اين آلاينده‌ها، مورد توجه قرار گرفته‌اند.

خانم قاسمي، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو گفت: «در فرايندهاي اکسيداسيون پيشرفته، فتوکاتاليست‌هاي ناهمگن که در آنها از TiO2 استفاده مي‌شود بسيار مورد توجه هستند. مهم‌ترين مزيت TiO2 اين است که در شرايط عادي داراي قدرت تخريب‌کنندگي بالايي است و باعث تبديل مواد آلي به گاز CO2 مي‌گردد. اين فتوکاتاليست، قابل دسترس است، سمي نيست و پايداري شيميايي بالايي دارد. همچنين مي‌توان از نور خورشيد به عنوان منبع تابش استفاده کرد».

در حلال‌هايي که معمولاً براي روش سل- ژل در سنتز نانوذرات TiO2 مورد استفاده قرار مي‌گيرند، واکنش‌هاي هيدروليز و تراکم، خيلي سريع رخ مي‌دهند. اين عمل باعث مي‌شود، خصوصيات فيزيکي و شيميايي نانوذرات توليد شده قابل کنترل نباشد. از يک طرف ساختار شبکه‌اي TiO2 به اندازه کافي پايدار نيست تا در هنگام تبديل فازي آناتاز به روتيل، در طي عمليات حرارتي، از شکسته شدن پيوندهاي Ti- O- Ti جلوگيري کند، از طرف ديگر عمليات حرارتي در دماهاي بالا براي تبديل فازي ضروري است و در اين تبديل‌ها، شکسته شدن پيوند Ti – O – Ti اجتناب‌ناپذير است. بنابراين تهيه نانوذرات TiO2 با سطح ويژه بالا، فعاليت زياد و در عمليات حرارتي پايين، امري ضروري به نظر مي‌رسد. براي نيل به اين هدف، اخيراً فرايند سل- ژل را در حلال‌هاي يوني انجام مي‌دهند.

دانشجوي دکتري شيمي فيزيک دانشگاه صنعتي شريف به همين منظور، ابتدا نانوذرات TiO2 را به روش سل- ژل و با استفاده از حلال يوني 2-هيدروکسي اتيل آمونيوم فورمات سنتز کرده‌است. در ادامه، تاثير افزايش دما و فلزات واسطه را روي مورفولوژي سطح و فعاليت فتوکاتاليستي نانوذرات TiO2 بررسي‌ نموده‌است. همچنين تاثير پارامتر‌هاي مختلف از قبيل غلظت رنگ، مقدار فتوکاتاليست، pH محلول، غلظت مواد اکسنده از قبيل H2O2 را روي سرعت و بازده تخريب رنگ مطالعه کرده است.