مروری بر روش‌های بهبود نانولوله‌های tio2 برای استفاده در تجزیه فوتوکاتالیستی مواد رنگزا

سالانه مواد رنگزا‌‌‌‌‌‌‌‌ زیست تجزیه‌‌‌‌ناپذیر موجود در صنایع نساجی، چرم‌‌‌‌، کاغذ، غذایی، سل‌‌‌‌های فوتوالکتروشیمیایی به جریانات طبیعی آب تخلیه می‌‌‌‌شود. آرایه‌‌‌‌های نانولوله‌‌‌‌ای بسیار منظم tio2 تهیه شده با آندایزینگ تیتانیم، به‌دلیل سطح ویژه بزرگ، توانایی اکسیدکنندگی قوی و عملکرد عالی انتقال بار، در سال‌‌‌‌های اخیر به طور گسترده به عنوان فوتوکاتالیست برای تجزیه مواد رنگزا‌‌‌‌‌‌‌‌ به کار می‌‌‌‌رود. با این وجود، معایب tio2 گاف انرژی وسیع (ev 3.2-3) و نرخ بالای بازترکیب الکترون حفره حاصل از نور است که کاربرد نانولوله‌‌‌‌های tio2 را در استفاده از نور مرئی برای تجزیه آلودگی‌‌‌‌های آلی محدود می‌‌‌‌کند. به ‌‌‌‌این منظور در سال‌‌‌‌های اخیر تلاش‌‌‌‌های بسیاری برای اصلاح نانولوله‌‌‌‌های tio2، برای افزایش جذب نور تا محدوده نور مرئی، محدود نمودن گاف انرژی، افزایش مساحت سطح و جلوگیری از بازترکیب حامل‌‌‌‌های بار، صورت گرفته است. برای غلبه بر این محدودیت‌‌‌‌ها و افزایش فعالیت فوتوکاتالیستی نانولوله‌‌‌‌ها روش‌‌‌‌های مختلفی بررسی شده است که عبارتند از: آرایش با ذرات فلزات نجیب، آلایش با عناصر فلزی، اصلاح با نیمه‌‌‌‌رسانا و آلایش با عناصر غیرفلزی.

Review on Modification Methods of TiO2 Nanotubes for Photocatalytic Degradation of Dyes

Annually, insoluble biodegradable dyes in textile, leather, paper and food industries, photovoltaic cells are evacuated to natural water flows. The highly ordered TiO2 nanotube arrays made with titanium anodizing, due to its large surface area, strong oxidizing ability and excellent charge transfer performance, have been widely used as photocatalyst for decomposition of dyes in recent years. Nevertheless, the disadvantages of TiO2 are the vast energy gap (3.03.2 eV) and the high recombination of electronhole derived from light that limits the use of TiO2 nanotubes in the use of visible light to decompose organic pollutants. For this purpose, in recent years, many attempts have been made to modify TiO2 nanotubes to increase light absorption to visible light, limit the band gap, increase surface area, and prevent the recombination of charge carriers. To overcome these limitations and increase photocatalytic activity of nanotubes, various methods have been investigated: decoration with noble metal particles, doping with metal elements, modification with semiconductor and doping with nonmetallic elements.