بررسی ساختار، عملکرد و کاربرد فوتوراکتورهای مبتنی بر پایه تیتانیم دی‌اکسید

فوتوکاتالیست، که از ترکیب دو واژه فوتو به معنی نور و کاتالیست درست شده است، به ماده‌ای گفته می شود که به منظور تجزیه آلاینده‌ها، تصفیه فاضلاب‌ها، بهبود کیفیت هوا و تولید گاز هیدروژن به‌کار گرفته می‌شوند. از میان این مواد، تیتانیم دیاکسید به علت برخورداری از گاف انرژی مناسب، غیرسمی بودن، پایداری نوری و شیمیایی، دسترسی آسان و قیمت نسبتا ارزان، بیشتر مورد توجه است. یکی از مشکلات این مواد، نحوه جداسازی کاتالیست ها پس از پایان عملیات خالص سازی است که با بهره‌گیری از روش هایی چون رسوب‌گذاری بخار شیمیایی، رسوب گذاری بخار فیزیکی، سل ژل، هیدروترمال و دیگر روشها می توان آن ها را روی نگهدارنده بی اثر پوشش‌دهی و تثبیت کرد. با توجه به نحوه بهره‌گیری از فوتوکاتالیست، فوتوراکتورها به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که از جمله آن‌ها می‌توان به راکتورهای: دوغابی، سیال بستر، ثابت بستر، الیاف نوری و فوتوالکتروشیمیایی اشاره کرد. از میان راکتورهای یادشده، سامانه‌های دوغابی عموماً بیشترین بازده را دارند اما مشکل جداسازی کاتالیست همچنان پابرجاست. راکتورهای ثابت بستر مونولیتی با در نظر گرفتن تمامی عوامل، نسبت به سایر راکتورها عملکرد مناسب تری را بروز می دهند. در این مقاله مروری، ضمن بررسی ساختار و عملکرد هر یک از انواع فوتوراکتورهای یادشده، نتایج برخی از جدیدترین تحقیقات انجام شده در این زمینه ارائه می‌شود.