به همت محققان پژوهشگاه مواد و انرژی ایران، بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی بدنه‌های آپاتیتی نانو ساختار جایگزین شده با تیتانیم با کاربرد صنعتی جهت حذف آلاینده‌های رنگی از صنایع نساجی و دیگر صنایع، در این پژوهشگاه صورت پذیرفت.
به گزارش خبرگزاری فارس از کرج به نقل از روابط عمومی پژوهشگاه مواد و انرژی، فاطمه عسجدی دانش‌آموخته رشته دکترای مهندسی مواد و مجری این طرح در این خصوص، گفت: هیدروکسی آپاتیت یکی از معروف‌ترین کلسیم فسفات‌ها می‌باشد که به‌عنوان ماده جاذب درزمینهٔ حذف آلاینده به‌کاربرده می‌شود که در سال‌های اخیر به فعالیت فوتوکاتالیستی این ماده نیز توجه شده و بیان‌شده که با وارد شدن تیتانیم به ساختار این فعالیت افزایش می‌یابد.
وی افزود: در پژوهش حاضر، با به‌کارگیری دو ماده اولیه به‌عنوان منبع تیتانیم و انجام آنالیزهای موردنیاز، روش بهینه برای ورود تیتانیم به ساختار تعیین شد و علاوه بر این اثر حضور تیتانیم در ساختار هیدروکسی آپاتیت بررسی‌شده و مقدار بهینه تیتانیم واردشده در ساختار برابر با 0/05 به دست آمد.
وی بیان کرد: افزایش کرنش محاسبه‌شده از رابطه ویلیامسون هال و جابجایی پیک‌های طیف پراش پرتو ایکس، افزایش پهنای پیک فسفات در طیف رامان و نیز جابه‌جایی این پیک دلایل ورود تیتانیم به ساختار هیدروکسی آپاتیت است.
این پژوهشگر گفت: در ادامه این کار پژوهشی، اثر ورود یون فلوئور به ساختار تیتانیم هیدروکسی آپاتیت در این نسبت بررسی شد و با افزودن فلوئور به مقدار 0/25 فضاهای موجود برای این یون ثابت شبکه کاهش‌یافته ولی در مقادیر بالاتر فلوئور ثابت شبکه افزایش می‌یابد که به دلیل تغییر مکان‌های قرار گرفتن تیتانیم است.
وی افزود: قرص‌هایی از پودرهای تهیه‌شده ساخته شد و به مدت یک ساعت در دمای 650درجه سانتی‌گراد حرارت داده شد. مشخص شد که ویژگی‌های مکانیکی همه نمونه‌ها برای کاربرد موردنظر در این پژوهش مناسب است.
عسجدی ادامه داد: پس از تهیه نمونه‌ها ویژگی‌های جذبی و فوتوکاتالیستی این ماده بررسی و گزارش شده است. واکنش گاه مورد استفاده در آزمایش‌های جذب و فوتوکاتالیستی از نوع نیمه‌پیوسته و با سیستم برگشت بود و رنگ مورد استفاده در این پژوهش رنگ قرمز فعال است که یکی از رنگ‌های مورد استفاده در صنعت نساجی است و ماده تهیه شده توانایی قابل توجهی برای جذب این رنگ از پساب‌های صنعتی دارد که از اهمیت ویژه‌ای برای حفظ محیط‌زیست و حذف آلاینده‌های زیست‌محیطی خواهد داشت.
وی خاطرنشان کرد: نتایج نشان داد که ماده تهیه شده با تیتانیم جاذب مناسبی برای حذف رنگ‌هایی مانند رنگ قرمز فعال 141 به شمار می‌رود. افزایش تیتانیم به ساختار هیدروکسی آپاتیت درصد جذب رنگ مورد مطالعه را از حدود 45% به 60% با غلظت اولیه 20 میلی‌گرم بر لیتر افزایش می‌دهد. ولی حضور فلوئور توانایی جذب این ترکیب را به‌شدت کاهش می‌دهد.
در مورد خاصیت فوتوکاتالیستی نمونه تیتانیم هیدورکسی آپاتیت و تیتانیم هیدروکسی آپاتیت فلوئوردار(نسبت فلوئور: هیدروکسیل برابر با 1:3) عملکرد بهتری نسبت به سایر نمونه‌ها داشتند. استفاده از نمونه به‌جای پودر می‌تواند مرحله پالایه کردن را که مرحله‌ای هزینه‌بر و وقت‌گیر است از چرخه تصفیه حذف کند.
وی همچنین در پایان پیشنهادهایی همچون بررسی کامل حضور هم‌زمان تیتانیم و فلوئور در ساختار هیدروکسی آپاتیت، بررسی کامل حضور هم زمان تیتانیم و کلر در ساختار هیدروکسی آپاتیت و بررسی خواص فوتوکاتالیستی، بررسی خاصیت کاتالیزتی ترکیبات تهیه شده و بررسی جایگزینی هم‌زمان تیتانیم و فلوئور با استفاده از روش مذاب و بررسی خاصیت فوتوکاتالیستی جهت ادامه کار در این پژوهش ارائه داد.
این پژوهش باراهنمایی دکتر اسماعیل صلاحی و مشاوره دکتر ایمان مباشر پور در پژوهشکده سرامیک پژوهشگاه مواد و انرژی انجام شده است.
این پژوهشگاه یکی از مراکز مهم تحقیقاتی کشور است که پژوهشگران آن تاکنون دستاوردهای علمی فراوانی به ثبت رسانده‌اند.
