نتیجه: اگر چه از نظر تئوری دلائل گروه اول قویتر به نظر میرسد و لیکن دیدگاه گروه مردم با واقعیتهای عملی سازگارتر است و براین اساس قاضی کسی است که به شغل قضا و فصل خصومت و ترافع اشتغال دارد و این شامل تمامی قضات اعم از قضات دادگاه های بدوی، تجدید نظر، دیوان عالی کشور، قضات دادگاه های نظامی و دادگاه ها ی ویژه روحانیت ، دادستان و معاونین وی، بازپرس و دادیار نیز میگردد و حتی رئیس اجرای احکام نیز چون دارای پایه قضایی است شامل میشود.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

فصل سوم:

پیشینه مصونیت قضایی

در کلیه کشورها برای قضات همانند نمایندگان مجلس و وزراء قائل به مصونیت شدهاند که این مصونیت نه تنها مانع اعمال مستقیم کلیهی دعاوی کیفری بوده بلکه دعاوی مدنی علیه آنان نیز جزء در موراد معینه و با اجازهی مقامات مافوق ممنوع گردیده است. بنابراین تعقیب قضات را باید استثنایی بر اصل مصونیت آنان و یکی از طرق فوق العادهای شکایت از احکام دانست که نحوهی اقامهی آن علی رغم پیچیدگی مستلزم رعایت تشریفات قانونی زیادی میباشد. پیشینه و مبنای این مصونیت را باید در فقه، عرف و عادت و نظریه علمای حقوق و رویهی قضایی جستجو کرد.
نظر به اینکه اصل و ریشه قضایی در حقوق موضوعه از فرانسه اتخاذ شده است ضروری به نظرمی رسد که در خصوص این موضوع تحقیقی کاوش و جستجویی در حقوق فرانسه به عمل آید.

۳-۱- مصونیت قضایی در حقوق فرانسه

شاباش حقوقدانان قرن نوزدهم فرانسه در این خصوص مینویسد:
«مصونیت قضایی قضات جزو لایتجزای قضاوت عادلانه است و قضات برای رسیدگی به دعاوی مردم باید از آزادی کامل برخوردار باشند و از تعرض و طرفیت با دیگران مصون باشند و اصل مصونیت قضات هم در حقوق فرانسه موجود و قوانین بعدی فرانسه نیز از آنجا الهام گرفته است» (انصاری ۱۳۷۸، ۱۷۵).
حقوقدانان دیگری از جمله پواتوین و باربیه و فابرگت عقیدهی شاباش را تأیید و معتقد به وجود مصونیت قضایی برای قضات بودند (انصاری ۱۳۷۸، ۱۷۵).
که قاضی به موجب اختیاراتی که قانون به او داده عمل میکند دیگر نیازی به دستور مقام مافوق خود ندارد چون قاضی همیشه از آزادی و استقلال کامل برخودار است و برای انجام وظایف خود، نیازی به اجازه مقامات مافوق یا جلب نظر شخص ثالث ندارد.
اگر چه رویه قضایی مهم ترین مصونیت قضایی قضات در غرب می باشد ولی رویهی قضایی نتوانست موارد و حدود مصونیت قضات را به طور کامل توضیح دهد. عملاً برای تشخیص و تعیین حدود آن ابتدائاً اعمال قضات را بر حسب این که جزء وظایف قضایی آنان بود میدانستند و اعمال قضات را همانند اعمال کارمندان دولت که از اعمال اداری بوده یا شخصی از هم تفیکی کردند و برای مواردی که عملشان جنبه کاری وشغلی داشته باشد دولت را مسئول اعمال آنان میدانستند که موظف به جبران خسارت وارده به زیان دیدگان بود ولی در مواردی که عملشان جنبه شخصی داشته باشد خودشان شخصاً مسئولیت دارند و شخص متضرر میتواند علیه او اقامه دعوی جبران خسارت کند (انصاری ۱۳۷۸، ۱۷۵).
برای نمونه رویهی قضایی کشور فرانسه قائل به مصونیت مطلق قضات نمیباشد و تنها برای اعمال قضایی که در چارچوب مقررات قانونی و بدون هر گونه تقصیر و سوء نیت صادر شده باشد قائل به مصونیت هستند. به موجب رویهی قضایی و دکترین حقوقی در حقوق قدیم فرانسه نیز چنانچه قاضی حق و عدالت را کنار گذاشته و موجب توجه خسارت به محکوم علیه گردد، محکوم علیه حق داشت که علیه قاضی طرح دعوی نماید چونکه وی بدون جهت موجب ورود خسارت به وی شده است، حتی پس از لغو این قاعده، در حقوق فرانسه مقرر شد که شاکی بتواند از رای قاضی دادگاه بدوی به بالاتری شکایت کند و قاضی نیز ملزم است در آنجا حاضر گردد و از رای خود دفاع نماید، بعدها بموجب رویه ی قضایی و فرمان ۱۵۰۴ فرانسوی اول این ترتیب عوض شد و مقرر گردید هیچ کسی حق شکایت از احکام را جز در موارد معین نداشته باشد که این مورد بعدها وارد کد ناپلئون شد که مواد ۵۰۵ و ۵۱۶ صراحتاً آنرا بیان و مواردش را معین نمودند (انصاری ۱۳۷۸، ۱۹۰).
در حقوق فرانسه، مصونیت مطلق قاضی برای اعمال قضایی او، جایگاهی ندارد. مصونیت قاضی حدود وثغوری دارد، موارد انجام وظیفه را باید از غیر آن جدا کرد، وقتی قاضی جهت احقاق حق نیاز به تحقیقات داشته باشد در انجام تحقیقات باید مطابق قانون و عرف و اصول حقوقی عمل کند. مثلاً باید به اصل بیطرفی و رعایت انصاف توجه کند. اگر به این اصول توجه نکند به وظیفه خود به خوبی عمل نکرده و مرتکب تقصیر شده است و چنانچه این تخلف و تقصیر موجب خسارت گردد وی مسئولیت مدنی دارد و ملزم به جبران آن خسارت میباشد.
همان طور که توضیح داده شد، ادعای خسارت بر ضد قاضی مبتنی بر مسئولیت مدنی بوده و خواهان باید اثبات کند که به موجب تصمیم قاضی ضرر مستقیمی به او وارد شده است.
موارد طرح دعوی خسارت علیه قاضی را در باب سوم از کتاب چهارم قانون آئین دادرسی مدنی فرانسه در مواد ۵۰۵ تا ۵۱۶ پیش بینی شده که برخی از مقررات این قانون در سالهای ۱۹۳۳ و۱۹۶۵ اصلاحاتی عمل آمد. به موجب این مقررات، مبنا و منشاء طرح دعوای مسئولیت مدنی و اثبات مسئولیت مدنی قاضی، وجود تقصی او در صدور حکم یا قرار و یا خودداری او از رسیدگی به دعوای مطروحه میباشد. به موجب این مواد موارد مطرح دعوی مسئولیت مدنی علیه قاضی عبارتند از:
۱-تدلیس، تقلب، اختلاس سنگین شغلی که ارتکاب به آنها حین باز پرسی یا محاکمه و صدور رای صورت گرفته باشد.
۲-مواردی که دعوای خسارت بر ضد قاضی صریحاً در قانون پیش بینی شده باشد.
۳-مواردی که قانون قاضی را مسئول خسارات وارده بر اشخاص بداند.
۴-در موارد استنکاف از دادرسی.
نتیجه: علاوه بر این که دعوی خسارت علیه قضات نسبت به تقصیرات ارتکابی آنان در انجام شغلشان قابل طرح است، در خصوص اعمال ارتکابی خارج از حدود شغل و وظیفه، قضات هم تابع قواعد عمومی و کلی میباشند . در غیر از موارد تحصاء شده در قانون امکان طرح دعوی خسارت علیه قاضی وجود ندارد، چون که طرح دعوای مسئولیت مدنی علیه قضات استثنایی بر اصل مصونیت قضات می باشد که باید به طور مضیق فقط به موارد احضاء شده و به نص اکتفا کنیم.

۳-۲- مصونیت قضایی در قانون اساسی مشروطیت

صرف نظر از بررسی ریشه های تاریخی و اجتماعی انقلاب مشروطه که به رهبری و هدایت و زعامت علما و روحانیون از اول مشروطه انجام شده و جدا از اهداف و مقاصدی که انقلاب مشروطه دنبال مینمود دواصل که ذیلاً ذکر خواهد شد استقلال قضات را در قانون اساسی مشروطیت متبلور ساخته بود که برای اجرایی شدن دو اصل مذکور قوانین متعددی به تصویب مراجع قانونی رسید.
قبل از ذکر و توضیح دو اصل مورد نظر، ذکر این نکته خالی از لطف نیست که یک تفاوت اساسی فی مابین قانون اساسی مشروطیت و قانون اساسی جمهوری اسلامی ایران وجود دارد وآن این است که قانون اساسی مشروطیت قانونی است صرفاً متکی به آراء مردم، در حالی که قوانین الهی و دینی نقش درجه دوم در این قانون بازی میکند همین ریشه و اساس نگرش قانون اساسی مشروطیت موجب شد که بسیاری از قوانینی که به تصویب رسیده است مبتنی بر آیین مقدس اسلام نباشد اما بر عکس در قانون اساسی جمهوری اسلامی حاکمیت بر پایه ایمان به خدای یکتا (لا اله- الا الله) و اختصاص حاکمیت به او لزوم تسلیم در برابر امر او بنا شده است اما طبق اصل ۵۶ هم او (خداوند) انسان را بر سرنوشت اجتماعی خویش حاکم ساخته است.
در قسمت دیگری از همین اصل آمده است که، «ملت این حق خدادادی را از طرقی که در اصول بعد میآید اعمال می کند.»
همین نگرش قانون اساسی موجب شده است که اصل چهارم آن بگوید: «کلیه قوانین و مقررات مدنی، جزایی، مالی، اقتصادی، ادرای، فرهنگی، نظامی، سیاسی، و غیر اینها بر اساس موازین اسلامی میباشد.»
این تفاوت و نگرش هم در قانون اساسی من جمله و بطور نمونه باعث عدم پیش بینی مسئولیت قاضی و نیز مصونیت وی در قانون اساسی و مشروطیت شده است انگونه که در قانون اساسی جمهوری اسلامی در اصل ۱۷۱ آمده است و پیش بینی گردیده است (ابوالحمد ۱۳۷۱، ۳۷۷: ۲).
اصولی که در قانون اساسی مشروطیت استقلال و مصونیت (شغلی و قضایی) قضات را بیان نموده است عبارتند از:
۱- اصل ۸۱ متمم قانون اساسی: هیچ حاکم محکمه عدلیه را نمیتوان از شغل خود موقتاً یا دائماً بدون محاکمه و ثبوت تقصیر تغییر داد مگر اینکه خودش استعفاء نماید.
۲- اصل ۸۲ متمم قانون اساسی: تبدیل مأموریت حاکم محکمه عدلیه ممکن نمی شود مگر با رضای خود او
در اوایل مشروطیت از اصل ۸۱ متمم قانون اساسی تفسیر وسیع و نامحدودی میشد و اعتقاد بر این بود که مفهوم و منبع مذکور در اصل ۸۱ بسیار دامنه دار است بطوریکه قانون اصول تشکیلات عدلیه سال ۱۳۲۹ قمری نیز در باب سوم عزل قضات محاکم را موکول به رسیدگی مجلس عالی کرده و وزیر دادگستری نیز مجری حکم شناخته شده بود و در جای دیگر مقرر می داشت که هر گاه قاضی بعلت مرض، زیادتر از چهارماه از خدمت غیبت کند و استعفاء ندهد باید به وی اخطار شود و اگر پس از اخطار استعفاء نکرد مستعفی محسوب خواهد شد و در هر حال قانون مذکور موجب دیگری را برای قطع خدمت قاضی از قبیل انتظار خدمت یا بازنشستگی پیش بینی نکرده بود بعدها به این عنوان که درباره استقلال و مصونیت شغلی قضات انتظار خدمت یا بازنشستگی پیش بینی نکرده بود بعدها به این عنوان که درباره استقلال و مصونیت شغلی قضات، تفسیر نامحدودی از اصل ۸۱ متمم قانون اساسی میشود واین امر موجب رکود امور میگردد در قانون استخدام حکام حاکم عدلیه مصوب ۲۵ حمل ۱۳۰۲ شمسی حد و شمول استقلال شغلی قضات را تعیین کردند و عزل قضات یعنی انفصال دائم یا موقت آنها را موکول به رسیدگی دادگاه مخصوص نمودند و انتظار خدمت بوسیله حذف مشاغل و همچنین بازنشستگی اختیاری با موافقت دیوان کشور و بازنشستگی اجباری را در سن ۷۰ سالگی در این قانون پیش بینی نمودند. در زمان وزارت «علی اکبر داور» بر دادگستری با تفسیری که مجلس شورای ملی در ۲۶ مردادماه ۱۳۱۰ از اصل ۸۲ متمم قانون اساسی بعمل آورد و در واقع بطور کلی اصل مصونیت و استقلال قضات از بین رفت مطابق ماده ۱این قانون: «هیچ کدام محکمه عدلیه را نمیتوان بدون رضای خود او از شغل قضایی به شغل اداری و صاحب منصبی پارکه منتقل نمود و تبدیل محل مذکور مورد نقد محافل حقوقی زمان خود واقع شد و نهایتاً به موجب لایحه قسمتی از قانون اصول تشیکلات دادگستری مصوب ۱۴ اسفند ۱۳۳۳ متمم قضایی محاکم یا تبدیل پایه اداری به قضایی از نظر صلاحیت به پیشنهاد شورای عالی تصویب دادگاه عالی انتظامی بعمل میآید».
اما قانون مذکور هم باید دوام نیاورد و لایحه جدیدی در ۱۷ شهریور ۱۳۳۵ به تصویب کمیسیون مشترک مجلسین رسیده مطابق ماده چهارم این لایحه: «تبدیل محل ماموریت حکام محاکم با رعایت اصل ۸۲ متمم قانون اساسی به عهده وزیر دادگستری است».
البته مطابق این قانون نصب و تغییر دادستان ها و بازپرسها و دادیارها کماکان در اختیار وزیر دادگستری باقی ماند (انصاری ۱۳۷۸، ۱۵۴).
چون امر قضاوت فوق العاده حساس و مهم بوده و در تعیین سرنوشت قضایی افراد تاثیر به سزایی دارد هیچ گاه نمیتواند اختیار عزل و نصب قضات از مشاغل قضایی بدون رعایت هیچ نوع قید و شرطی مانند سایر کارمندان دولتی در دست روسای آنان قرار گیرد چرا که امنیت قضایی مردم دچار اختلال شده و قضاوت نمی توانند با بیطرفی و استقلالی که لازمه انجام این وظیفه است امور قضایی را به مرحله اجراء بگذارد و در این صورت مردم هر گاه که سرنوشت خود را در دست قضات با خطر مجازات مواجه می بینند ممکن است با اعمال نفوذ قضایی وی را از شغلش برکنار سازند و با انتخاب قاضی دیگری به جای وی از چنگ قانون فرار کنند و قضات نیز در این صورت به علت بیم از تغییر شغل و تبدیل و علاقه به مقام خود ممکن است از طریق به وظایف حساس و خطیر خود بپردازند علاوه بر مصونیت کیفری، قوانین و مقررات یک نوع مصونیت شغلی نیز برای آنها قائل شدهاند این نوع مصونیت برای نخستین بار در اصل ۸۱ و ۸۲ متمم قانون اساسی مشروطه بیان گردیده که از ماده ۱۰۰ قانون اساسی بلژیک اقتباس شده است.
بر طبق اصل ۸۱ متمم قانون اساسی «هیچ حاکم محکمه عدلیه را نمیتوان از شغل خود موقتاً یا دائماً بدون محاکمه و ثبوت تقصیر تغییر داد مگر اینکه خودش استعفاء نماید».
بر طبق اصل ۸۲ قانون اساسی نیز «تبدیل ماموریت حاکم محکمه عدلیه ممکن نمی شود مگر با رضایت خود او» که در مورد این اصل چون با تفسیری که در ابتدای مشروطیت از این اصل میشد تغییر و تبدیل قاضی را بدون رضایت او تغییر ممکن می دانستند. بنابراین علی اکبر داور در زمانی که وزارت دادگستری را به عهده داشت تفسیر اصل ۸۲ متمم اساسی را از مجلس شورای ملی خواستار شد و در نتیجه قانون ۲۶ مرداد ۱۳۱۰ اصل ۸۲ متمم قانون اساسی را تفسیر نموده که ماده ۱ آن به این شرح است: «هیچ حاکم محکمه عدلیه را نمی توان بدون رضایت خود او را شغل قضایی به شغل اداری و یا صاحب منصبی پارکه منتق نمود و تبدیل محل مأموریت قضات را با رعایت رتبه آنان مخالف اصل مذکور نیست» به این ترتیب قانون ۲۶ مرداد ۱۳۱۰ اصل استقلال را به کلی از بین برد.
و اما نخستین قدمی که برای رفع تجاوز به حقوق قوه قضائیه پس از تفسیر مذکور از طرف قوهی مجریه به طور رسمی برداشته شد و در ۱۵ شهریور ماه ۱۲۳ بود که اصل تامین استقلال قضات در سرلوحه برنامه دولت گنجانده شد. سپس در مهر ماه سال ۱۳۲۳ وزارت دادگستری لایحهای به قید یک فوریت به مجلس شورای ملی تقدیم و حذف تفسیر قانون ۱۳۱۰ را خواستار شد که رسیدگی به کمیسیون دادگستری ارجاع شد و همانجا ماند و مجلس به این لایحه رأی نداد.
در سال ۱۳۳۱ محمد مصدق نخست وزیر وقت بر طبق اختیارات مورخ ۲۰ مرداد ۱۳۳۱ با تدوین یک لایحه قانون ۱۳۱۰ حذف کرد و در سال ۱۳۳۳ به موجب قانون الغاء کلیه لوایح مصوب مصدق مصوب ۳ آذر ۱۳۳۳ کلیه لوایح مصوب او از درجه اعتبار ساقط شد ولی چون در تبصره ماده واحده قانون الغاء لوایح مصوب ناشی او ناشی از اختیارات دولت مکلف گردیده بود لوایح نامبرده که با رعایت ماده ۴ آیین نامه مشترک مجلسین ظرف مدت ۲ ماه به تصویب کمیسیونهای مشترک میرسید تا تصویب نهایی مجلسین قابل اجرا بود لذا به موجب لایحه قسمتی از قانون اصول تشکیلات دادگستری و استخدام قضات مصوب ۱۴ اسفند ماه ۱۳۳۳ اعمال اصل ۸۲ متمم قانون اساسی را در کمیسیون مشترک مجلسین به این شرح مقرر داشتند: «پیشنهاد شورای عالی و تصویب دادگاه عالی انتظامی به عمل میآید . انتخاب کلیه قضات محاکم و کارمندان قضایی و تعیین عده محاکم در هر حوزه و تغییر مقر دادگاه ها و قبول مستخدمان جدید قضایی با رعایت مقررات قانون به تصویب شورای عالی خواهد بود».
بطوریکه از متن قانون مذکور بر میآید به موجب این قانون اختیار تبدیل مأموریت حاکم محاکم از وزیر دادگستری سلب شد . قانون موقت ۱۴ اسفند ماه ۱۳۳۳ مصوب کمیسیون مشترک مجلسین زیاد عمر نکرد زیرا وزارت دادگستری در ۱۷ شهریور ۱۳۳۵ در آن تجدید نظر کرد و لایحه جدید را به تصویب کمیسیون مشترک رسانید که به موجب اجازهای که از مجلسین تحصیل کرده بود قابل اجرا شد. به موجب این لایحه شورای عالی حذف و اختیارات آن بین وزیر دادگستری و دادگاه عالی انتظامی تقسیم گردید.
اختیارات وزیر دادگستری بر طبق این لایحه در مورد انتقال قضات و بالنتیجه اصل مصونیت شغلی آنها بر طبق ماده ۴ سال ۱۳۳۵ به شرح زیر پیش بینی و تصویب شد:
«ماده ۴ تبدیل محل ماموریت حکام محاکم با رعایت اصل ۸۲ متتم قانون اساسی به عهده وزیر دادگستری است».
سرانجام ماده ۴ قانون سال ۱۳۳۵ وضع ثابتی برای مصونیت شغلی قضات دادگستری بوجود آورد اگر چه بر طبق مفهوم این ماده وزیر دادگستری با رعایت اصل ۸۲ متتم قانون اساسی مجاز به تغییر و تبدیل مأموریت محاکم شده است ولی چون اصل ۸۲ متمم قانون اساسی تبدیل ماموریت قضات محاکم را بدون رضایت خود آنها منع کرده بود از این رو وزیر دادگستری در واقع اختیاری در مورد تغییر و تبدیل محل مأموریت حکام محاکم نداشت و اصل ۸۲ متمّم قانون اساسی مشروطه استقلال قاضی را از نظر شغلی به نحو بسیار کامل و روشنی تضمین میکرد و مقررات این اصل تا پیروزی انقلاب اسلامی به قدرت خود باقی ماند و با پیروزی انقلاب اسلامی و به دنبال آن با تصویب قانون اساسی جمهوری اسلامی ایران در سال ۵۸ اعطای اختیار برای تغییر محل خدمت یا سمت قاضی به اقتضای مصلحت و با تصویب شورای عالی قضایی به اتفاق آراء از سوی اعضای محترم مجلس خبرگان در اصل ۱۶۴ قانون اساسی جمهوری اسلامی پیش بینی شد و با تصویب این اصل استقلال قضایی نادیده گرفته شد و در سال ۶۸ نیز که در این متن در شورای بازنگری قانون اساسی اصلاح شد باز در عین حال نفعی برای قضات نداشت و در جهت تامین استقلال آنان نبود. زیرا این اختیار به رئیس قوه قضائیه تعویض گردید که پس از مشورت با رئیس دیوان عالی کشور و دادستان کل کشور انجام دهد. به موجب این اصل «قاضی را نمیتوان از مقامی که شاغل آن است بدون محاکمه و ثبوت جرم تخلفی که موجب انفصال است به طور موقت یا دائم منفصل کرد یا بدون رضای او پس از خدمت از مشورت با رئیس دیوان عالی کشور و دادستان کل نقل و انتقالات دورهای قضات بر طبق ضوابط کلی که قانون تعیین مینماید».
وضع دو اصل ۸۱ و ۸۲ متمم قانون اساسی بر اساس نظریات آزادی خواهان مکتب کلاسیک بدان بود که قاضی بتواند بدون ترس از صاحبان قدرت و با بی نظری کامل به موارد اختلاف و حکم صادر کند که البته در عین اینکه این اصل استقلال قوه قضائیه را تضمین مینماید ایراداتی هم داشته که به نظر میرسد در وضع اصل ۱۶۴ اصلاحیه قانون اساسی جمهوری اسلامی ایران به آن توجه شده باشد از جمله اینکه منع تغییر محل خدمت قضات بطور مغایر با مصالح عمومی است.زیرا گاهی قضات علاقه مخصوص به ماندن در یک محل دارند و غالباً در طول مدت خدمت در محل خاص مفاسدی حاصل میشود که با طبع کار قضایی سازگار نیست.
به طور کلی دستگاه قضایی ضمن حفظ استقلال و امنیت شغلی قضات باید پاکسازی محیط آن از آلودگیها همیشه به صورت ماهیانه مورد مراقبت و نظارت دقیق قرار گیرد ولی شیوه برخورد در این زمینه باید به نوعی باشد که چهره قضا را خدشه دار ننماید. اصولاً وقتی ریاست محترم قوه قضائیه به قاضی حکم میدهد که به امر قضاء بپردازد باید ضمن نظارت دقیق ریاست محترم قوه قضائیه به قاضی حکم میدهد که به امر قضا بپردازد باید ضمن نظارت دقیق بر اعمال وی، از او در جای خود حمایت لازم را بنماید و نباید بگذارد که حریم قاضی و قضات با ایجاد جو سازی مورد تهاجم افراد غیر صالح یا افرادی که اطلاع از قانون ندارند و یا در کار خود غرض و مرض دارند قرار بگیرد.
عدم احساس امنیت شغلی تا حد زیادی استقلال رأی قاضی را خدشه دار نموده و آنان را تقریباً به عناصری مطیع و تابع سازمانی در میآورد برای جلوگیری از این ناروایی ها باید در قوه قضائیه کشور ترتیبی داده شود که در همه احوال امنیت شغلی و استقلال قاضی احیاء شود و هیچ گونه اعمال نفوذی قادر به تضعیف امر قضاء نگردد و توقعات بیجا و بی منطق به کار قضا لطمه وارد نسازد.
۳-۳- منع عزل قضات در حقوق ایران
طبیعی است در دستگاه های عمومی کشور عزل و برکناری مسئولین از لوازم عادی و حرکت سیال و آرام مدیریت می باشد حسن جریان امور اقتضاء می کند که چنین تصمیماتی اتخاذ شود، در همین راستا خود را بدون هر گونه دلیل و بدون ثبوت تقصیر عزل و برکنار نماید، زیرا در امورعمومی اصل، انجام صحیح خدمت و کار عمومی است نه مصلحت شخص کارگزار، اما همانطور که قبلاً هم بحث شد استقلال قاضی متضمن مصونیتهای ویژه شغلی و کیفری او است که مصونیت شغل وی شامل منع عزل و منع نقل و انتقال اومیباشد به همین جهت در مورد قضات قضیه بر عکس است لذا به منظور تامین امکان خدمت صحیح و اجرای عدالت، حکم خاصی ایجاب میکند که قاضی غیر قابل عزل باشد بنابراین اصل هیچ کس به هیچ عنوان حتی به خاطر مصلحت جامعه نمی تواند قاضی را از مقام خود عزل کند (هاشمی بی تا، ۱۴۳).
این امر موجب می شود قاضی بدون هراس و واهمه و نگرانی و تشویش خاطر به وظیفه بزرگ خود عمل نماید (هاشمی بی تا، ۱۴۴). از نظر مبنای اصل ۴۶ قانون اساسی جمهوری اسلامی ایران تبادل نظر اعضاء مجلس بررسی قانون اساسی جمهوری اسلامی اران نشان میدهد که تمایل بر این بوده است که این دو مصونیت در مورد قضات تحقیق و دادسرا هم که در صدور حکم و اختتام پرونده قضایی نقش نداشته اما چون در تشکیل پرونده و مقدمات صدور حکم نقش موثر و سرنوشت سازی برعهده دارند و از این جهت در خطرات آسیبهای شغلی قرار دارند هم قابل اعمال باشد (هاشمی بی تا، ۱۳۱۲).

۳-۴- استثنائات وارده به غیر قابل عزل بودن قاضی در حقوق ایران

اگر دو طرف معامله یا یکی از آنها از نوشتن ناتوان بودند، باید فردی آگاه به مسائل مالی و حاضر در مجلس، عادلانه بنویسد و حق ندارد از نوشتن خودداری کند و همان‏گونه که خدا او را آموزش داده است، باید سند را براساس عدل و راستی بنویسد و اگر کاتبْ شاهدِ جریان نبود باید کسی املا کند و او بنویسد.^[۵]
بدهکار در املای دَین باید از پروردگارش پروا کند و از آن چیزی نکاهد. اگر بدهکار، سفیه یا از نظر عقل، ضعیف باشد یا به سببی، مانند لال بودن، نتواند دیکته کند، ولی، پدر، پدر بزرگ، وکیل یا قیّم او یا حاکم شرع باید با رعایت عدالت، املا کند و در این کار باید دو مرد را به شهادت طلبید که این مورد نیز دستوری ارشادی است نه مولوی.
در صورت نبود دو مرد، باید مردی را همراه دو زن، از میان شاهدان عادل که به عدالت آنان رضایت است به گواهی گرفت. دو شاهد زن باید هنگام شهادت با هم باشند تا اگر یکی از آن دو چیزی را فراموش کرد، دیگری آن را یادآوری کند. آحاد مردم که برای تحمّل یا ادای شهادت دعوت می‏شوند، نباید از قبول آن خودداری ورزند.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

در شهادت دَین، احراز عدالت شاهدان بس است.
از نوشتن بدهی کوچک یا بزرگ، نباید خسته و رنجور شد، بلکه باید با دقت تمام، دَین را ثبت کرد تا سررسیدش فرا رسد. این نوشتن، نزد خدا عادلانه‏تر و برای شهادت دادن استوارتر و مددکارتر، و برای رهایی از شک، به احتیاط نزدیک‏تر است، مگر داد و ستد نقدی باشد که آن را میان خود دست به دست می‏کنید، در این صورت بر شما گناهی نیست که آن را ننویسید؛ ولی بهتر است گواه بگیرید
نویسنده و شاهد نباید در هیچ شرایطی زیان ببینند و این کار خروج از فرمان خداوند است. در پایان خدای سبحان به سه موضوع اشاره می‏کند: از خدا باید پروا کرد؛ خدا آموزگار شما (مسلمانان) است؛ او به هر چیزی داناست. این امور سه‏گانه هر یک موعظه‏ای الهی است.^[۶]
مبحث دوم :گفتارمعصومین
بنداول:درحدیث آمده است
اگر کسی در معامله سند وشاهد نگیرد ومالش در معرض تلف قرار گیرد ، هرچه دعا کند خداوند مستجاب نمی کند ومی فرماید چرا به سفارشات من عمل نکردی .^[۷]
بنددوم: امام صادق (ع )
کسی که حقش به خاطر نداشتن بینه از بین برود اجرداده نمی شود.^[۸]
از جمله کسانی که دعای آنها مستجاب نمی شود کسی است که مالی دارد وآن را بدوی بینه ، شاهد ودلیل قرض بدهد . خداوند می فرماید: مگر امر نکردم که شاهد بگیری .^[۹]
فصل دوم :تاریخچه
مبحث اول:مقدمه
ازدیربازانسان دراین اندیشه بوده است که محدوده ملک اومشخص باشدتا ازطرفی موردتعرض دیگران قرارنگیردوازسوی دیگرباگسترش حریم املاک اومالیات متعلقه برای اومشخص باشد.آنگونه که ازمطالعات تاریخی برمی آیددرزمان غارنشینی انسان محدوده ملک اوفقط به دیواره غارهایی که در آن می زیسته منحصر می گردیده وباتوجه به استفاده مشترک انسانهای اولیه ازکوه ودشت وطبیعت مرزبندی ومحدودیتی خار ج ازغارها مشهودنیست .وجودنقش های باقی مانده بردیوارغارهامبین آن است که انسان بازبان تصویرزندگی غارنشینی خودرابه ثبت رسانده است .به تدریج باگسترش جوامع انسانی وتشکیل روستاها وشهرهابزرگان اقوام وقبائل وبه عبارت دیگر حکومتهای جوامع به ثبت املاک بیشترجهت اخذمالیات اهتمام ورزیدند.^[۱۰]
مبحث دوم:تاریخچه ثبت اسناددرایران
گفتاراول :قبل ازمیلاد
اولین سابقه ثبت به مفهوم امروزی درتاریخ ایران قانون نامه حمورابی مربوط به قرن بیستم قبل ازمیلاداست که درماده ۴۴و۶۰آن درباره نوشتن قرارداداجاره مقرراتی وضع شده ومواد۱۲۰و۱۲۷آن دررهن طلاونقره وکتبی بودن قراردادوعقدازدواج باحضورگواهان وبه صورت مکتوب اجباری شده است .
مدتهاقبل ازحمورابی نزدمردمان منطقه غرب وجنوب غربی ایران برای ثبت قراردادها ومالکیت کتابت برالواح سفالین ومشابه آن رواج داشته است.^[۱۱]
گفتاردوم :عهدهخامنشیان
اززمان هخامنشیان کتیبه هائی حاکی ازاجاره املاک شاهی به دست آمده است .دربخشی ازکاخ تخت جمشیدالواح متعددی به صورت رونوشت هائی مخصوص بایگانی کل دیوان تخت جمشیدبه دست آمده است .درویرانه شهربزرگ بیشابوردفتربزرگ معاملات از قرن ۱۸تا۱۳قبل ازمیلادباکاوش آمریکاییان کشف شد.ونیزاسنادملک ومعاملات نقل وانتقال وعقودممهور به دست آمده که حاکی از تاسیس دیوان معاملات وثبت اسنادواملاک وثبت اززمان هخامنشی هانوشتن اسنادوقباله ها به عهده مغان بوده وگویایک مقام رسمی رئیس تشریفات درباریاخزانه داری بازدن مهری برجسته برالواح گلی که روی آن نوشته ای به زبان فارسی باستان یاعیلامی یاآکدی بوده به آنها رسمیت می داده است.^[۱۲]
داریوش کبیردستوردادتادولت شهرهاراممیزی واراضی مزروعی راباقیدمساحت واضلاع دردفاتر دولتی ثبت نمایند.دربابل معاملات واسناددولتی راکه اکثرامربوط به سرحدات واملاک بوده است درمحل مخصوص پس ازثبت آن بایگانی می کردندکه محل ثبت رادیفیتیراس می نامیدند.بنابراین می توان گفت کلمه دفترازقدیم وجودداشته است . دردوره هخامنشیان زمان خشایارشاه اسنادمعاملات رادرمحلی که به دیوان خانه معروف بوده تنظیم ونام پادشاه رادرآن ذکر می کرده اندتاازجعل وتزویرمصون باشد.
درزمان داریوش دفاتری ترتیب داده شده بود که درآنهااسامی صاحبان املاک ومشخصات املاک آنان دراین دفاتر یادداشت می شدونقل وانتقال هم باحضوردرآن دفاتر انجام می گرفت وبه این ترتیب یک نوع ثبت املاک درسراسرکشوررواج داشته وشخص والی عهده داراین وظیفه بوده است وهیچ صاحب ملکی نمی توانست طرح دعوا کندمگرآنکه اسم او درآن دفترمخصوص ثبت شده باشد.
گفتارسوم :عهدساسانیان
درزمان ساسانیان بعضی اسنادوقباله ها به صورت کتیبه درلوح سنگی حک می شده است.دراین دوره نوشتن انواع سندازوقف واجاره وانتقال قطعی اموال منقول وغیرمنقول ومالکیت براموال ازطریق ارث وخریدوفروش موردعمل واجرا بوده است ونظارت کلی براین نهادهای حقوقی به عهده اداره یادیوان خاص به نام دیوان کرتکان بوده است .دراین دوره نخستین مطلب مهم تثبیت قراردادها وپیمان ها (یعنی ثبت آن دردفترثبت یادفتراسنادرسمی)درشکل نوشته بودومطلب دیگرراه های گوناگون تضمین انواع عقداست وحمایت دستگاه قضائی ازمنافع طرفین قرارداد.مساله کتابت وثبت قراردادها موجب گردیدتابرای انواع گوناگون اسنادوقراردادها ضوابط دقیقی پیداشود.^[۱۳]
معمولا سندقرارداددرچندنسخه تهیه می گردیدهریک از طرفین یک نسخه سندرابامهرگلی مهرمی زدنددرواقع سندبی مهررافاقداعتبار می دانسته اند.
این ترتیبات عینادرحکومتهای بعدی ایران ازجمله خلفای اموی وعباسی معمول بوده وتازمانهای اخیر دردوره قاجار درسراسر ایران موردعمل بوده است ازاواسط دوره قاجار تاسیسات ثبتی مطابق الگوی اروپایی مورداقتباس قرارگرفت .
گفتارچهارم:پس ازساسانیان
بنداول:دوره اسلامی
اولین نمونه سندنویسی دردوره اسلامی درخصوص انتقال ملک درکتاب ارزشمندنهج البلاغه حضرت علی (ع)موجود می باشد.وچون به دستورقرآن (سوره بقره آیه ۲۸۲)مسلمانان مکلف به تنظیم سندمکتوب شده اند دردوران اولیه اسلام اسنادمردم درجائی به ثبت می رسیده است .وچون معاملات یعنی داد وستدجزو احکام فقهی است بنابراین تنظیم اسنادمردم دراین مدت بافقیهان بوده است.
بنددوم:عصرمغول
درعصر مغول درهر شهریک یاچندنفرقاضی به هنگام معاملات وخریدوفروش اراضی واموال قباله آن راتنظیم وگواهان عادل صحت آن راتائیدمی کردندودربرخی موارداین گونه معاملات رادردفتری ثبت می کر دند. غازان خان مغول نوعی مجموعه قوانین برای متصرفات خودترتیب دادکه درخصوص ثبت اسنادواملاک درموادی ازآن آمده است :هرحجت وقباله که ازتاریخ آن سی سال گذشته باشدبایددوباره به تائیدقضات برسدوحجت کهنه درطاس عدل شکسته شود.مهمترین موادآن مربوط به تشکیل اداره ثبت اسنادواملاک به منظور خاتمه دادن به احکام ناسخ ومنسوخ وجلوگیری ازتزویر دراثبات مالکیت اراضی بود.^[۱۴]
به این معنا که نوشتن اسنادمالکیت منحصرابایدتوسط کتاب دارالقضای رسمی تحریر می یافت .ومعتمدی معین به طورمرتب تاریخ تحریر همه قباله ها را می نوشت وروزانه نگاه می داشت تااگر کسی قبلا ملکی رافروخته یابه رهن گذاردنتواندبه معامله معارضی دست بزندونیز هرمالکی بایدقبل ازانجام معامله قطعی یابیع شرط مالکیت خودرااثبات می کرد.وهرسندی که تاریخ آن بیشترازسی سال بوداعتبار نداشت وهرسندی که از اعتبار افتاده بودازیددارنده خارج وبایستی درطاس عدل ازمیان میرفت واگر دوسند معارض دردست دونفر طرف مرافعه بودهیئتی ازعلما وائمه دارالعدل (دادگاه )منعقدوبه صحت وسقم اسنادرسیدگی وآن راکه صحیح بودابقا ودیگری که باطل یامجعول بودامحا می کردند.^[۱۵]
بندسوم:تادوران مشروطه
تاقبل از۱۳۰۲شمسی ثبت معاملات درنزداولیای مذهبی وحجج اسلام ومراجع تقلید که دفتری بنام دفترشرعیات داشتندانجام می شدآنان هرنوع سندونوشته ای که بنام قباله یابنچاق نسبت به مواردقراردادومعاملات برای اشخاص تنظیم می شدثبت کرده ودرذیل نوشته یاحواشی آن شخص صاحب دفتراقرار واعتراف ومعامله ثبت شده راتصدیق وبامهروامضای خودمهر می نمودند.ضمانت اجرای این نوشته برپایه آیات قرآنی واحادیث وروایات استواربوده است .^[۱۶]
ضمانت اجرائی بوسیله دستورات مذهبی که مانندقواعدحقوقی بوسیله قوه مادی که دردست روحانیون بودبوسیله قواعداخلاقی درمحیط مذهبی متخلفین راسرزنش وشماتت ومومنین هم ازبیم مجازات اخروی ازآن دستورات تبعیت می کردندوازطرفی چون تعهدوتضمین رعایت قوانین وقواعدشرعی بین متعاملین درمحضرشخصی روحانی ومعتمدانجام می گرفت کم کم حضوردرچنین اماکنی که عموماکه درخانه آن شخص عالم صورت می گرفت بانام اختصاری محضریادرمحضرآقاتقلیل پیداکردکه تاکنون نیزبرزبان عامه جاری است وجایگزین دفاتراسنادرسمی وازدواج وطلاق امروزی می باشد.بدین ترتیب این حوزه نیز همانندحوزه قضائی عصرقاجاردراختیاروانحصارعلمابود.
درسال ۱۲۷۹ه.ق به حکم ناصرالدین شاه «دیوان خانه عدلیه عظمی »تاسیس شدواین پیش درآمدی برای قانون ثبت اسناد مصوب فروردین ۱۳۰۲ه .ش است که درآن دفتری موسوم به اداره دفترخانه عمومی تشکیل یافته است .که کلیه اسناد ازقبیل مصالحه نامجه وبیع شرط وانتقال نامجه وتمسگ وغیره که درمعاملات مردم ردوبدل وصیغه آن درحضوریکی ازعلماجاری می شوددردفترمزبور ثبت شودوالصاق تمبرگردیده رسمیت خواهدداشت ودردعاوی ومرافعاتی که ابراز می شودمورد وثوق ومحل اطمینان خواهندبودهرگاه معامله فسخ یا ادای دین شده باشدویابه ترتیبی مشروع مفاداسناد ازدرجه اعتبار ساقط شودلازم است دارندگان آن اسناداداره دفترخانه عمومی رامطلع نمایندتادرصفحه ای که اسنادثبت شده فسخ یاردقرض وقطع معامله یاابطال مشروع سندثبت شده راباحضورطرف یادداشت نمایندکه اسباب اشکالات ومرافعات واهی نشود.^[۱۷]
درزمان ناصرالدین شاه فرمانی صادرشدکه اداره های تحت ریاست میرزاحسین خان سپه سالار تشکیل شودکه مرجع ثبت اسنادبوده وموافق دول متمدنه تمبرزده ودردفاترمخصوص ثبت وضبط گردد.درعدلیه نیزبرای اعتباراسنادوجلوگیری ازتقلب وتزویراوراق ونوشته هارا مهررسمی می زدندوبدینوسیله دارای اعتباراسنادرسمی می شدولی چون این کاراجباری نبودبه ندرت به آن اقدام می شد.^[۱۸]
برای اولین بار ناصرالدین شاه دستوردادمجموعه ای یاکتابچه ای درخصوص موادقانونی ثبت اسنادواملاک بنویسندوبه اجراگذارندوبراین اساس اداره ای برای ثبت نوشته جات ومعاملات ماننددول اروپائی تشکیل دهدبه علاوه اسنادونوشته هاراتمبربزنندودردفاترمخصوص ثبت وضبط گردانندبعدهاوزارت عدلیه اعظم اسنادوقباله راتسجیل ومهرمی کرد.هرگاه یکی ازطرفین معامله یاسندازاتباع خارجه بودمتن سندبه گواهی سفارت متبوع طرف خارجی می رسید.این وضعیت تازمان مشروطه ادامه داشت . ولی چنین دستورالعملی به طورجداجرا نشدوکماکان معاملات راروحانیون مورداعتمادمردم نوشته ودردفتری به نام دفترشرعیات درج می کردند.شیوه کارغالبابه این صورت بود که اقرار واعتراف متعاملین رادرحاشیه سندگواهی می کردند ودرپاره ای ازمواردسندبه امضای اصحاب معامله نیزمی رسید.^[۱۹]
همچنین قانون ثبت ومهردولتی رابایدبه عنوان کهن سالترین مقررات مدون مربوط به ثبت اسناددرایران دانست که ناشی ازافکاربارون اتریشی بودکه به عنوان اداره وتعلیم فنون مالیه وثروت به استخدام دولت درآمده بود.^[۲۰]
درمیان کتابچه های منتشره دردوره ناصری جزوه ای تحت عنوان کاداستره موجوداست که درآن مطالبی درباره ثبت املاک البته به منظور امکان ممیزی املاک ووصول مالیات ازآنها درج گردیده است .^[۲۱]
درزمان پیش ازمشروطه شناسائی وتعیین حدوداملاک هرکس فقط براساس اسنادعادی ومبایعه نامه ها معلوم می شدوازاین رو همیشه رایج ترین دعاوی میان افرادیاحتی بین افرادودولتها برسرمالکیت بود.^[۲۲]
بندچهارم :بعدازتاریخ مشروطه تاکنون
پس ازاستقرارمشروطیت دردوره دوم قانون گذاری درسال ۱۲۹۰هجری شمسی دردوره دوم مجلس شورای ملی قانون ثبت اسناددر۱۳۹ماده به تصویب رسیدومقررداشت که اداره ثبت اسنادمرکب از دائره ثبت اسنادودفترراکدکل درحوزه های مدراین قانون به موضوع ثبت املاک اشاره نشده واسنادثبت شده هم لازم الاجرا نبودوبه همین دلیل وعدم استقبال ازثبت اسناداین قانون دردوره چهارم مجلس نسخ وقانون دیگری به نام قانون ثبت اسنادواملاک در۱۲۶ماده در۲۱/۰/۱۳۰۲به جای آن تصویب شد.دراین قانون قیدشده بودکه اداره کل ثبت اسنادواملاک برای دومنظورتشکیل می شود:
۱-ثبت املاک تااینکه مالکیت مالکین وحقوق صاحبان حق نسبت به آنها رسماتعیین ومحفوظ گردد.
۲-ثبت اسنادبرای اینکه رسمادارای اعتبار شود.
اداره مذکورتابع وزارت عدلیه بوده ورئیس کل آن به پیشنهادوزیرعدلیه وفرمان شاه منصوب می شده است.ضمنادراین قانون مقررگردیده بوده اسنادثبت شده بدون احتیاج به حکم دادگاه لازم الاجرامی باشد.این قانون هم به لحاظ نقایصی که داشت وثبت اسنادطبق آن اختیاری بودازآن استقبالی نشد.^[۲۳]
درتاریخ ۱۳/۱۱/۱۳۰۷قانون تشکیل دفاتراسنادرسمی در۲۰ماده مصوب شدودرتاریخ ۲۱/۱۱/۱۳۰۸قانون دیگری به نام قانون ثبت اسنادواملاک در۲۵۶ماده وضع گردیدکه درآن طبق ماده ۲۵۵اکثرقوانین قبلی نسخ وثبت املاک الزامی شدوبه موجب ماده۱۷۵آن ثبت اسنادبوسیله اداره ثبت وکارمندان ثبت بعمل می آمد.^[۲۴]
ناگفته نمانداولین دفاتراسنادرسمی دراداره ثبت مربوطه مستقروجزوتشکیلات ثبت بودندوصاحبان دفتر هم کارمندثبت بودند واگر کسی قصدتنظیم سندمعامله راداشت بایدبه اداره ثبت مراجعه می کرداین وضع تابهمن ۱۳۰۷ادامه داشت در۱۳۰۸دفاتراسنادرسمی خارج ازاداره ثبت تشکیل شدولی بازهم درخصوص معاملات مربوط به ثبت شدکه دفتراملاک مردم بایستی به اداره ثبت مراجعه می کردندتادر۲۱/۱۱/۱۳۰۸قانون ۱۳۰۷نسخ شدکه باز هم درنقاطی که دفتراسنادرسمی تعیین نشده بودمردم برای معاملات خودبه اداره ثبت مراجعه می کردندونیز درهردفتراسنادرسمی به جزدفاتری که درمحضرمجتهدین جامع الشرایط تشکیل می شدبایداسناددردفتردیگری باحضورنماینده ثبت میشد.ولی درسال۱۳۵۴ثبت سندفقط دردفتراسنادرسمی صورت می گرفت ودیگرنیازی به دفترنماینده ثبت نبود.این قانون ازآن زمان تاکنون اجرا می شودوتاکنون نسخ نشده است .

۲-۱۲-۳-۵- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو تیتانیوم

دی اکسید (آناتاز) در محلول بافری با pH برابر ۱۳ ۴۱

۲-۱۲-۴-۱- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو روی

اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۹ ۴۱

۲-۱۲-۴-۲- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو روی

اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۱۰ ۴۱

۲-۱۲-۴-۳- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو روی

اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۱۲ ۴۱

۲-۱۲-۴-۴- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو روی

اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۱۳ ۴۲

۲-۱۲-۵- بررسی اثر pH محیط واکنش ۴۲

۲-۱۲-۵-۱- بررسی اثر pHبر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی وقتی از نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز)

به عنوان فوتوکاتالیزور استفاده می‌شود ۴۲

۲-۱۲-۵-۲- بررسی اثر pHبر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی وقتی از نانو روی اکسید (ZnO) به

عنوان فوتوکاتالیزور استفاده می‌شود ۴۳

۲-۱۳- بررسی سینتیک واکنش فوتوشیمیایی ردانین ۴۳

۲-۱۳-۱- تعیین درجه واکنش فوتوشیمیایی هنگام استفاده از فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) ۴۳

۲-۱۳-۱-۱- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۹ ۴۳

۲-۱۳-۱-۲- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۰ ۴۴

۲-۱۳-۱-۳- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۱ ۴۴

۲-۱۳-۱-۴- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۲ ۴۴

۲-۱۳-۱-۵- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۳ ۴۴

۲-۱۳-۲- تعیین درجه واکنش فوتوشیمیایی هنگام استفاده از فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 45

۲-۱۳-۲-۱- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۹ ۴۵

۲-۱۳-۲-۲- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۰ ۴۵

۲-۱۳-۲-۳- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۲ ۴۵

۲-۱۳-۲-۴- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۳ ۴۶

۲-۱۴-۱- بررسی مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود وقتی از نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) به عنوان فوتوکاتالیزور استفاده می‌شود ۴۶

۲-۱۴-۱-۱- ردانین در pH برابر ۹ ۴۶

۲-۱۴-۱-۲- ردانین در pH برابر ۱۰ ۴۶

۲-۱۴-۱-۳- ردانین در pH برابر ۱۱ ۴۷

۲-۱۴-۱-۴- ردانین در pH برابر ۱۲ ۴۷

۲-۱۴-۱-۵- ردانین در pH برابر ۱۳ ۴۷

۲-۱۴-۲- بررسی مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود وقتی از نانو روی اکسید (ZnO) به عنوان فوتوکاتالیزور استفاده می‌شود ۴۸

۲-۱۴-۲-۱- ردانین در pH برابر ۹ ۴۸

۲-۱۴-۲-۲ - ردانین در pH برابر ۱۰ ۴۸

۲-۱۴-۳-۲- ردانین در pH برابر ۱۲ ۴۹

۲-۱۴-۴-۲- ردانین در pH برابر ۱۳ ۴۹

فصل سوم: بحث و نتیجه گیری

۳-۱- رسم منحنی استاندارد معرف آلی مورد نظر جهت اندازه گیری‌های کمی ۵۰

۳-۱-۱- رسم منحنی‌های استاندارد ردانین در pHهای مختلف ۵۰

۳-۲- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور ۵۴

۳-۲-۱- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی

ردانین در محلول بافری با pHهای مختلف ۵۴

۳-۲-۱-۱- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۹ ۵۴

۳-۲-۱-۲- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ ۵۵

۳-۲-۱-۳- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۱ ۵۶

۳-۲-۱-۴- اثر مقدار فوتوکاتالیزور در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۲ ۵۷

۳-۲-۱-۵- اثر مقدار فوتوکاتالیزور در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ ۵۸

۳-۲-۲- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی

ردانین در محلول بافری با pHهای مختلف ۵۹

۳-۲-۲-۱- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۹ ۵۹

۳-۲-۲-۲- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ ۶۰

۳-۲-۲-۳- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۲ ۶۲

۳-۲-۲-۴- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ ۶۳

۳-۳- بررسی اثر مدت زمان تابش نور ۶۴

۳-۳-۱- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در محلول بافری

با pH های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (TiO₂) 64

۳-۳-۱-۱- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۹ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ۶۴

۳-۳-۱-۲- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ۶۵

۳-۳-۱-۳- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۱ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ۶۶

۳-۳-۱-۴- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۲ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ۶۸

۳-۳-۱-۵- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ۶۹

۳-۳-۲- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در محلول بافری

با pH های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 70

۳-۳-۲-۱- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۹ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 70

۳-۳-۲-۲- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 71

۳-۳-۲-۳- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۲ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 72

۳-۳-۲-۴- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 74

۳-۴- بررسی اثر pH محیط واکنش ۷۵

۳-۴-۱- بررسی pH بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ۷۵

۳-۴-۲- بررسی pH بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 76

۳-۵- بررسی سینتیک واکنش تخریب فوتوشیمیایی معرف شیمیایی آلی ۷۷

۳-۵-۱- تعیین درجه واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در pH های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم

دی اکسید ( آناتاز ) ۷۷

۳-۵-۱-۱- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۹ ۷۷

۳-۵-۱-۲- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۰ ۷۸

۳-۵-۱-۳- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۱ ۷۹

۳-۵-۱-۴- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۲ ۸۱

۳-۵-۱-۵- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۳ ۸۲

۳-۵-۲- تعیین درجه واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در pH­های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو روی

اکسید (ZnO) 83

۳-۵-۲-۱- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۹ ۸۴

۳-۵-۲-۲- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۰ ۸۵

۳-۵-۲-۳- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۲ ۸۶

۳-۵-۲-۴- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۳ ۸۷

۳-۶- بررسی مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) ۸۹

۳-۶-۱- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۹ ۸۹

۳-۶-۲- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ ۹۰

۳-۶-۳- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۱ ۹ ۹۱

۳-۶-۴- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۲ ۹۳

۳-۶-۵- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ ۹۴

۳-۷- بررسی مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 95

۳-۷-۱- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۹ ۹۵

۳-۷-۲- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ ۹۷

۳-۷-۳- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۲ ۹۸

۳-۷-۴ - مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ ۹۹

۳-۸- ثابت‌های K_A،k_r ، k_obs در pH های مختلف با مقادیر بهینه کاتالیزور ۱۰۱

بحث و نتیجه گیری ۱۰۲

فهرست جدول ها

عنوان صفحه

جدول ۱-۱- بیان برخی ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی نانو­ذارت ۴

جدول ۳-۱- جذب محلول‌های استاندارد ردانین با pHبرابر ۹ در طول موج ۴۵۵ نانومتر ۵۰

جدول ۳-۲- جذب محلول‌های استاندارد ردانین با pH برابر ۱۰ در طول موج ۴۵۵ نانومتر ۵۰

جدول ۳-۳- جذب محلول‌های استاندارد ردانین باpH برابر ۱۱ در طول موج ۴۵۵ نانومتر ۵۱

جدول ۳-۴- جذب محلول‌های استاندارد ردانین با pH برابر ۱۲ در طول موج ۴۵۵ نانومتر ۵۱

جدول ۳-۵- جذب محلول‌های استاندارد ردانین با pH برابر ۱۳ در طول موج ۴۵۵ نانومتر ۵۱

جدول ۳-۶- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف

فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) در pH برابر۹ ۵۴

جدول ۳-۷- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف

فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) درpH برابر۱۰ ۵۵

جدول ۳-۸- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف

فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) درpH برابر۱۱ ۵۶

جدول ۳-۹- مقدار ردانین­باقی مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف

فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) درpH برابر ۱۲ ۵۷

جدول ۳-۱۰- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف

فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) درpH برابر ۱۳ ۵۸

جدول ۳-۱۱- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در pH برابر ۹ ۶۰

جدول ۳-۱۲- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف

فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در pH برابر ۱۰ ۶۱

جدول ۳-۱۳- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف

فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در pH برابر ۱۲ ۶۲

جدول ۳-۱۴- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف

فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در pH برابر ۱۳ ۶۳

جدول ۳-۱۵- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف

در pH برابر ۹ ۶۴

جدول ۳-۱۶- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف

در pH برابر ۱۰ ۶۶

جدول ۳-۱۷- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف

در pH برابر ۱۱ ۶۷

جدول ۳-۱۸- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف

در pH برابر۱۲ ۶۸

جدول ۳-۱۹- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف

در pH برابر۱۳ ۶۹

جدول ۳-۲۰- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف

در pH برابر ۹ ۷۰

جدول ۳-۲۱- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف

در pH برابر ۱۰ ۷۲

جدول ۳-۲۲- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف

در pH برابر ۱۲ ۷۳

جدول ۳-۲۳- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف

در pH برابر۱۳ ۷۴

جدول ۳-۲۴- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در pH های مختلف

با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ( آناتاز ۷۵

جدول ۳-۲۴- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در pH های مختلف

با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ( آناتاز ) ۷۶

جدول۳-۲۶- غلظت محلول باقی­مانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه

Ln(C_O/C_t) برای ردانین در pH برابر ۹ ۷۷
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

جدول۳-۲۷- غلظت محلول باقی­مانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه

Ln(C_O/C_t) برای ردانین در pH برابر ۱۰ ۷۹

جدول۳-۲۸- غلظت محلول باقی­مانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه

Ln(C_O/C_t) برای ردانین در pH برابر ۱۱ ۸۰

جدول۳-۲۹- غلظت محلول باقی­مانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه

Ln(C_O/C_t) برای ردانین در pH برابر ۱۲ ۸۱

جدول۳-۳۰- غلظت محلول باقی­مانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه

Ln(C_O/C_t) برای ردانین در pH برابر ۱۳ ۸۳

جدول۳-۳۱- غلظت محلول باقی­مانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه

Ln(C_O/C_t) برای ردانین در pH برابر ۹ ۸۴

جدول۳-۳۲- غلظت محلول باقی­مانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه

Ln(C_O/C_t) برای ردانین در pH برابر ۱۰ ۸۵

جدول۳-۳۳- غلظت محلول باقی­مانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه

Ln(C_O/C_t) برای ردانین در pH برابر ۱۲ ۸۷

جدول۳-۳۴- غلظت محلول باقی­مانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه

Ln(C_O/C_t) برای ردانین در pH برابر ۱۳ ۸۸

جدول ۳-۳۵- تغییرات غلظت نسبت به غلظت‌های اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۹ و محاسبه

dt /dc-، R/1، C_O/1 89

جدول ۳-۳۶- تغییرات غلظت نسبت به غلظت‌های اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۱۰ و محاسبه

dt /dc-، R/1، C_O/1 91

جدول ۳-۳۷- تغییرات غلظت نسبت به غلظت‌های اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۱۱ و محاسبه

dt/dc-، R/1، C_O/1 92

جدول ۳-۳۸- تغییرات غلظت نسبت به غلظت‌های اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۱۲ و محاسبه

dt/dc-، R/1، C_O/1 93

جدول ۳-۳۹- تغییرات غلظت نسبت به غلظت‌های اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۱۳ و محاسبه

dt/dc-، R/1، C_O/1 95

جدول ۳-۴۰- تغییرات غلظت نسبت به غلظت‌های اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۹ و محاسبه

dt/dc-، R/1، C_O/1 96

جدول ۳-۴۱- تغییرات غلظت نسبت به غلظت‌های اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۱۰ و

محاسبه dt/dc-، R/1، C_O/1 97

جدول ۳-۴۲- تغییرات غلظت نسبت به غلظت‌های اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۱۲ و محاسبه

dt/dc-، R/1، C_O/1 99

جدول ۳-۴۳- تغییرات غلظت نسبت به غلظت‌های اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۱۳ و محاسبه

dt/-dc،R /1، C_O/1 100

جدول ۳-۴۴- اثرات pH بر روی ثابت‌های K_A، k_r، k_obs در واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین با

فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) ۱۰۱

جدول ۳-۴۵- اثرات pH بر روی ثابت‌های K_A، k_r، k_obs در واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین با

فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 101

فهرست شکل ها

عنوان صفحه

شکل (۱-۱)- مکانیزم کلی عمل فوتوکاتالیزور ۷

شکل (۱-۲)- انرژی شکاف نوار هدایت و موقعیت لایه‌های انرژی نیمه هادی‌های مختلف ۸

شکل (۱-۳)- واکنش با گونه فعال اکسیژن در مکانیزم فوتوالکتروشیمیایی ۱۰

شکل (۱-۴)- ساختارهای بلوری: الف) آناتاز، ب) روتیل و ج) بروکیت ۱۵

شکل (۱-۵)- ساختمان روتیل و آناتاز تیتانیم دی اکسید ۱۵

شکل (۱-۶)- مکانیزم فوتوکاتالیزوری تیتانیوم دی اکسید ۱۷

شکل (۱-۷)- اصلاح فوتوکاتالیزور TiO₂از طریق کوپل شدن با طلا و پلاتین ۲۳

شکل (۲-۱) تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مربوط به نانوفوتوکاتالیزورها ۳۰

شکل (۲-۲) تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مربوط به نانوفوتوکاتالیزورها ۳۱

شکل (۲-۳)- شمای کلی دستگاه فوتوشیمیایی مورد ۳۲

فصل اول

مروری بر تحقیقات انجام شده

مقدمه

بسیاری از فعالیت‌هایی که روزانه در مراکز صنعتی، بهداشتی، درمانی و حتی منازل صورت می‌گیرد باعث آلودگی محیط زیست به خصوص آب‌ها و منابع آبی می‌شوند. مواد رنگی یکی از مهم­ترین منابع آلودگی محیطی به شمار می­روند]۳-۱[.

آب­های سطحی قابل استفاده به عنوان آب نوشیدنی در دریاچه­ها و رودخانه‌ها تنها %۱ از آب‌ها را شامل می‌شوند که قسمت اعظم این آب‌ها هم در معرض آلودگی است. رشد صنعت در کنار رودخانه‌ها و تولید محصولات صنعتی، عامل عمده آلودگی به شمار می‌آید. خیلی از رودخانه‌ها به عنوان حمل کننده فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرند. در کشورهای صنعتی حدود %۴۰ از آب در صنعت استفاده می‌شود. آب‌های هدر رفتی در این کشورها اغلب قبل و بعد از استفاده، به منظور از بین بردن عوامل بیماری زا و مواد مضر و نامطلوب تصفیه می‌شوند. رشد سریع جمعیت، شهر سازی و صنعتی سازی از عوامل بسیار مهم در آلودگی آب‌های نوشیدنی می­باشند. در کشورهای توسعه یافته خصوصاً کشورهای با تراکم جمعیتی بالا، کیفیت آب به عنوان یک مسئله اساسی در سال‌های اخیر مورد توجه واقع شده است ]۴[.

به همین خاطر، حفاظت از آب، خاک و هوا در مقابل عوامل آلوده کننده یکی از مهم‌ترین موارد مورد توجه در کشورهای جهان در قرن بیست و یکم است. انواع مواد شیمیایی، کود­ها و ضد آفات گیاهی و نباتی، ذرات مایع و یا جامد زیان آور متصاعد از صنایع و معادن، گاز­های مخرب حاصل از سوخت وسایط نقلیه از جمله منابع مختلف آلودگی‌هاست. امروزه ردیابی و خنثی سازی این آلوده کننده‌ها و جلوگیری از به وجود آمدن موارد جدید آلودگی، مبحث جدیدی است که به طور جدی پیگیری می‌شود. مشکلات و محدودیت‌های مالی از جمله موارد بازدارنده حفاظت از محیط زیست و بهبود کیفیت آب، خاک و هوا به حساب می‌آید. به منظور کاستن از آلودگی محیط زیست و حفظ منابع محدود آب، سیستم‌های تصفیه پساب‌ها طراحی و ساخته می‌شوند. روش‌های گندزدایی متداول در تصفیه خانه‌های آب آشامیدنی با از بین بردن یا کاهش میزان عناصر نامطلوب موجود در آب امکان استفاده مجدد از آب بازیافتی را فراهم می‌کنند. سیستم‌های تصفیه به دلیل ساختارشان پس از مدتی کارایی اولیه خود را از دست داده و علاوه بر تحمیل هزینه بازسازی، در صورت عدم توجه خود عاملی جهت آلودگی محیط زیست می‌شوند .این روش­ها به طور موثری قادر به کنترل پاتوژن­های میکروبی^[۱] است. اما تولید بیش از ۶۰۰ نوع محصول جانبی گندزدایی مضر که برخی از آن‌ها سرطان‌زا می­باشند، در اثر استفاده از گندزداهای شیمیایی گزارش شده است. رشد تقاضا برای رسیدن به تصفیه مناسب و نیز رقابت در رسیدن به گندزدایی مناسب، ایجاد تکنولوژی­های جدید برای تصفیه آب را می­طلبد.

۱-۱- راه کاری نوین برای حفظ محیط زیست از آلودگی و سموم صنعتی

در مقابل این مشکلات و موانع بزرگ گوناگون، کاربرد ذراتی کوچک می‌تواند راه کار بسیار موثری باشد. علم جدیدی به نام نانو­تکنولوژی با دست­کاری و تغییرات در اندازه ابعاد اتم­ها و ملکول­های عناصر، از ۱۱ الی ۱۰۰ میلیاردم متر، انقلاب نوینی را در شیمی، فیزیک، بیولوژی و مهندسی به وجود آورده است. این تغییرات نه تنها در اندازه و ابعاد عناصر، بلکه در به وجود آوردن ویژگی­های جدید و پر­اهمیتی در آن‌ها تأثیر داشته است. نانو­تکنولوژی با ایجاد مواد جدید، امید جدیدی برای مهندسین محیط زیست در بهبود آلودگی محیط زیست محسوب می­ شود. پیشرفت­های علم نانو و مهندسی آن نشان می­دهد که بسیاری از مشکلات رایج مرتبط با کیفیت آب توسط نانو ذرات و سایر محصولات و پروسه­های منتج از نانو تکنولوژی برطرف می­ شود یا به مقدار زیادی بهبود می­یابد.

مصرف و دور­ریزی مواد نانو کم‌ترین زیان را به محیط زیست وارد می­سازد و به همین دلیل استفاده از آن‌ها به خودی خود یکی از روش­های موثر در جلوگیری از آلودگی است. استفاده از کاتالیزور­های نانو که در ساخت مواد شیمیایی به کار می­روند موجب بهبود و تسریع در واکنش­ها شده و کم‌ترین مواد زاید را تولید می­ کند. با این همه نباید از نظر دور داشت که این تکنولوژی نیز می ­تواند مواد جدید زیان­آور ناشناخته­ای را در محیط زیست وارد کند که پیش از این وجود نداشته است.

یکی دیگر از کاربرد­های نانو­تکنولوژی، ترمیم آلودگی­های مختلف است. مواد نانویی که با نور و نیمه هادی­هایی مانند تیتانیوم دی­اکسید و روی اکسید فعال می­شوند در بسیاری از موارد برای برداشتن مواد سمی مورد استفاده قرار گرفته­اند. این مواد در حال حاضر با قیمت مناسب به صورت تجاری تولید می­شوند و دارای کم‌ترین میزان مسمومیت هستند.

بدیهی است هر پدیده جدید می ­تواند مانند شمشیری دو لبه عمل کند. یعنی علاوه بر داشتن امتیازات متعدد ممکن است معایبی را هم در بر داشته باشد. هم­اکنون تحقیقاتی در مورد مشکلات زیست محیطی و آثار این مواد شروع شده است. ویژگی­هایی مانند اندازه کوچک، سطح تماس بسیار، ساختار کریستالی و در نتیجه واکنش­های سریع می­توانند موجب حمل مواد سمی به محیط زیست شده و سبب ایجاد واکنش ضایعات بیولوژیکی و شیمیایی با سایر عناصر در محیط زیست شود.

تاکنون تعداد اندکی از دانشمندان و ‌آزمایشگاه­های تحقیقاتی در مورد آثار منفی این مواد به محیط زیست تحقیق و بررسی کرده ­اند و می­توان گفت علی­رغم کاربرد­های بسیار موثر این مواد، تأثیر آن‌ها بر محیط زیست، هنوز نامشخص است. چندین نانو ماده طبیعی و مهندسی شده دارای خاصیت ضد میکروبی^[۲] بالا، توسط مکانیسم­های مختلفی مانند آسیب به ترکیبات سلول­ها و ویروس­ها و جلوگیری از فعالیت آنزیمی می‌باشند. استفاده از TiO₂ برای بهبود فرایند تصفیه و خالص سازی آب از سال ۱۹۷۲ مورد توجه واقع شده است ]۵[.

از آنجا که فوتوکاتالیزور­های مورد استفاده در این تحقیق از نظر اندازه در مقیاس نانو قرار دارند، بنابراین در ادامه توضیحاتی در رابطه با نانو­تکنولوژی^[۳] و نانو­فوتوکاتالیست^[۴] آورده شده است.

۱-۲- نانو­تکنولوژی

نانو­تکنولوژی مهندسی هدفمند مواد در ابعاد کوچک‌تر از ۱۰۰ nm جهت رسیدن به خواص و کاربرد­های وابسته به اندازه ذره می­باشد. از نظر تاریخی، چهل سال قبل نظریه پرداز کوانتوم و برنده جایزه نوبل، ریچارد فایمن^[۵]، در سال ۱۹۵۹ در سخنرانی معروف خود تحت عنوان آن پایین فضای بسیاری وجود دارد، به بررسی بعد نیافته­ای از علم پرداخت و جرقه­های رویکرد به سمت فناوری­های ریز را بنیان نهاد.

شاید در اذهان این سوال ایجاد گردد که چرا مقیاس نانو­متری این قدر اهمیت دارد که یک تکنولوژی بر پایه آن بنا گذاری شده است؟

نسبت سطح به حجم بالای نانو مواد یکی از مهم­ترین خصوصیات مواد تولید شده در مقیاس نانو می­باشد. در مقیاس نانو­متری، رفتار سطوح بر رفتار توده­ای ماده غالب می­ شود.

۱-۲-۱- روش­های ساخت مواد نانو

روش­های ساخت مواد نانویی را می­توان در دو مقوله کلی دسته بندی کرد:

۱) بالا به پایین: عبارتست از روش خرد کردن یک تکه از ماده به وسیله بریدن و کوچک کردن آن به ابعادی که می­خواهیم. در واقع این امکان وجود دارد که مواد را آنقدر تجزیه کنیم تا در حد نانو­متری برسند یعنی در حد ^۹-۱۰ متر. امروزه این عمل توسط شکست فیزیکی و شیمیایی انجام­پذیر می­باشد.

۲) پایین به بالا: در طی این روش ساخت، اتم­ها و مولکول­ها به طور خیلی دقیق کنار هم قرار داده می­شوند تا به یک ساختار نانویی برسیم، که این به واسطه خاصیت خود­­آرایی قابل حصول می­باشد.

به منظور بدست آوردن خواص ویژه نانو ذرات روش­های متفاوتی به کار گرفته می­شوند. این روش­ها به چهار گروه عمده تقسیم ­بندی می­شوند که عبارتند از:

۱) پروسه­های فاز گازی شامل تولید با پیرولیز شعله،^[۶] تبخیر در دمای بالا^[۷] و پلاسما^[۸].

۲) رسوب دهی فاز بخار^[۹].

۳) روش­های فاز مایع یا کلوئید که در آن واکنش­های شیمیایی در حلال، باعث تشکیل کلوئید می­ شود.

۴) پروسه­های مکانیکی شامل سایش، آسیاب کردن و آلیاژ­سازی ]۱۸-۶[.

۱-۳- خواص نانو ذرات

با گذر از میکرو ذرات به نانو ذرات، با تغییر برخی از خواص فیزیکی رو­برو می­شویم که دو مورد مهم از آن‌ها عبارتند از: افزایش نسبت مساحت سطحی به حجم و ورود اندازه ذره به قلمرو اثرات کوانتومی. افزایش نسبت مساحت سطحی به حجم که به تدریج با کاهش اندازه ذره رخ می­دهد، باعث غلبه یافتن رفتار اتم­های واقع در سطح ذره به رفتار اتم­های درونی می­ شود. این پدیده بر خصوصیات ذره در حالت انزوا و بر تعاملات آن با دیگر مواد اثر می­ گذارد. افزایش سطح، واکنش­پذیری نانو ذرات را به شدت افزایش می­دهد زیرا تعداد مولکول­ها یا اتم­های موجود در سطح در مقایسه با تعداد اتم­ها یا مولکول­های موجود در توده نمونه بسیار زیاد است، به گونه ­ای که این ذرات به شدت تمایل به آگلومره یا کلوخه­ای شدن دارند. به عنوان مثال در مورد نانو ذرات فلزی، به محض قرار­گیری در هوا، به سرعت اکسید می­شوند. در بعضی مواقع برای حفظ خواص مطلوب نانو ذرات، جهت پیشگیری از واکنش بیشتر، یک پایدار­کننده را بایستی به آن‌ها اضافه کرد که آن‌ها را قادر می­سازد تا در برابر سایش، فرسودگی و خوردگی مقاوم باشند. البته این خاصیت مزایایی هم در بر دارد. مساحت سطحی زیاد، عاملی کلیدی در کارکرد کاتالیزور­ها و ساختار­هایی همچون الکترود­ها می­باشد. به عنوان مثال با بهره گرفتن از این خاصیت می­توان کارایی کاتالیزور­های شیمیایی را به نحو مؤثری بهبود داد. کوچک­تر بودن ابعاد نانو ذرات نسبت به طول موج بحرانی نور، آن‌ها را نا­مرئی و شفاف می­نماید. این خاصیت باعث شده است تا نانو ذرات برای مصارفی چون بسته­بندی، مواد آرایشی و روکش­ها مناسب باشند. مواد در مقیاس نانو، رفتار کاملاً متفاوت، نامنظم و کنترل نشده­ای از خود بروز می‌دهند. با کوچک­تر شدن ذرات خواص نیز تغییر خواهد کرد. مثلاً فلزات، سخت­تر و سرامیک نرم­تر می­ شود. بر خی از ویژگی­های نانو ذرات در جدول ۱ به طور خلاصه آمده است:

جدول۱-۱- بیان برخی ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی نانو­ذارت

خصوصیات	مثال
کاتالیستی	اثر کاتالیستی بهتر، به دلیل نسبت سطح به حجم بالاتر
الکتریکی	افزایش هدایت الکتریکی در سرامیک­ها و نانو­کامپوزیت­های مغناطیسی، افزایش مقاومت الکتریکی در فلزات
مغناطیسی	افزایش مغناطیسیته با اندازه بحرانی دانه­ها، رفتار سوپر پارامغناطیسیته ذرات خصوصیات
نوری	فلوئورسنتی، افزایش اثر کوانتومی  کریستال­های نیمه­هادی[۱۰]
بیولوژیکی	افزایش نفوذ­پذیری از بین حصار­های بیولوژیکی )غشاء و سد مغز خون و غیره (و بهبود زیست سازگاری

۱-۳-۱- اثرات مضر نانو ذرات

نانو ذرات همانند یک شمشیر دو لبه دارای اثرات مفید و مضر می­باشند. نانو ذرات به دو دلیل می­توانند برای سلامتی مضر باشند: اول اینکه می­توانند خیلی سریع از طریق پوست و سلول­های مخاطی جذب بدن شوند و دوم اینکه به دلیل جدید بودن این مواد مسمومیت­های جدید و نا­شناخته­ای را به وجود آورند. وقتی مواد به مقیاس نانو تبدیل شوند، در خواص شیمیایی، بیولوژیکی و فعالیت­های کاتالیتیکی آن‌ها تغییراتی ایجاد می­ شود. بنابراین موادی که در حالت بالک) توده­ای( بی­خطر هستند وقتی به حالت نانو تبدیل شوند، می­توانند سمی و خطرناک باشند. به علاوه اندازه کوچک نانو ذرات باعث می­ شود تا این مواد بتوانند بر سدهای دفاعی بدن فائق آیند. گزارش­ها نشان می­ دهند که بلعیدن نانو ذرات TiO₂ توسط انسان بی­ضرر است. اما اگر در معرض نانو ذرات بودن بیشتر از حد معمول گردد احتمال ایجاد خطر بر سلامتی وجود دارد. بی­شک اگر به روش­های صحیح کار با نانو ذرات توجه شود از خطرات آن کاسته خواهد شد.

برخی راه­های کنترل اثرات مضر نانو ذرات:

الف) از تماس پوست با نانو ذرات و یا محلول­های حاوی نانو ذرات جلوگیری شود )دستکش، عینک ایمنی و لباس آزمایشگاه استفاده گردد(.

ب (شستشوی دست‌ها و رعایت بهداشت فردی در محیط کار با نانو ذرات انجام گیرد.

ج( دفع و انتقال زباله­های نانو ذرات طبق اصول زباله­های شیمیایی خطرناک صورت پذیرد.

د (وسایل مورد استفاده در کار کردن با نانو ذرات باید قبل از استفاده مجدد، تعمیر یا مصرف، از نظر آلودگی بررسی شوند.

۱-۴- نانو­فتوکاتالیست

فتوکاتالیست­ها یا کاتالیزور­های نوری گروهی از کاتالیزورها می­باشند که عملکرد خود را زمانی نشان می­ دهند که در معرض تابش نور قرار گیرند.

فتو­کاتالیست از دو بخش تشکیل شده، که فتو معرف نوردهی و کاتالیست یا کاتالیزور، ماده­ای است که سرعت واکنش شیمیایی را افزایش می­دهد. به عبارت دیگر فوتو­کاتالیست ماده­ای است که در اثر تابش نور بتواند منجر به بروز یک واکنش شیمیایی شود، در حالیکه خود ماده، دست خوش هیچ تغییری نشود. فوتو­کاتالیست­ها مستقیماً در واکنش­های اکسایش و کاهش دخالت ندارند و فقط شرایط مورد نیاز برای انجام واکنش­ها را فراهم می­ کنند. کاتالیزور در ابتدا با مواد اولیه تشکیل پیوند می­دهد و آن‌ها را به محصول تبدیل می­ کند. سپس محصول از سطح کاتالیزور جدا می­ شود و مواد واکنش نکرده برای ادامه واکنش روی سطح کاتالیزور باقی می­مانند. در حقیقت، می­توان واکنش­های کاتالیزوری را به صورت یک سیکل بسته در نظر گرفت که در ابتدا کاتالیزور وارد واکنش می­ شود سپس در انتهای سیکل به شکل اولیه خود بازیابی می­ شود ]۱۹[.

یک فوتو­کاتالیست نیمه رسانای ایده­آل باید از نظر بیولوژیکی و شیمیایی خنثی باشد، پایداری فوتو کاتالیستی^[۱۱] داشته باشد، به سادگی تولید و مورد استفاده قرار گیرد، به طور مؤثری به وسیله نور خورشید فعال شود، به طور مؤثر واکنش را کاتالیز نماید، ارزان باشد و هیچ خطری برای انسان و محیط زیست نداشته باشد. تیتانیم دی­اکسید به فوتو­کاتالیست ایده­آل نزدیک است و تقریباً همه خواص فوق را نشان می­دهد. که به دلیل قابلیت جذب اشعه فرابنفش به وسیله این ماده است. فوتون­های فرابنفش پرانرژی‌ترین ذرات هستند و در بیشتر موارد می­توانند به سادگی باعث تخریب اجسام گردند که این پدیده معمولاً از طریق شکست پیوند­های شیمیایی در آن‌ها صورت می­گیرد که به آن تجزیه فوتو­شیمیایی می­گویند. برخی از نانو مواد مانند تیتانیم دی­اکسید، قادرند با جذب اشعه فرابنفش و به واسطه خاصیت فوتوکاتالیستی خود پوششی ضد باکتری را ایجاد کنند، به علاوه مانع از عبور اشعه از ماده گردند. تنها استثنا در این مورد آن است که نور مرئی را جذب نمی­کند. نانو ذرات تیتانیم دی­اکسید، بر سطح زیر لای­های مناسبی از جمله شیشه و یا ترکیبات سیلیسی، پوشش داده می­شوند و در حوضچه­های تحت تابش نور ماوراء بنفش قرار می­گیرند.

نیمه رسانا­هایی چون TiO₂،ZnO ،CdST ، WO3 و SnO₂ به عنوان فوتو­­کاتالیست تا حد زیادی مورد مطالعه قرار گرفته­اند]۲۳-۲۰[ . واکنش­های فوتو­کاتالیستی که در سطح نیمه رسانا­ها اتفاق می­افتند دارای کاربرد­های بسیاری هستند .از میان این کاربرد­ها حذف آلاینده­ها از آب و هوا به عنوان یک ضرورت در زندگی مدرن مطرح می­باشد. در میان این نیمه رسانا­ها TiO₂ به عنوان یک ماده ایده­آل و قابل استفاده در محیط زیست به عنوان فوتو­کاتالیست است چون بسیار پایدار، غیر سمی، در دسترس، ایمن و فعال نوری است.

فرایند نانوفوتو­کاتالیستی با بهره گرفتن از نیمه رساناهای با ساختار نانو، یکی از تکنولوژی­هایی است که برای اکسیداسیون تخریبی مواد آلی همچون رنگ­ها استفاده می­ شود. راندمان تجزیه رنگ با افزایش غلظت رنگ کاهش می­یابد، زیرا در غلظت­های بالای رنگ، مکان­های فعال به وسیله یون­های رنگ پوشیده می­شوند در نتیجه تولید رادیکال­های OH·روی سطح کاتالیست کاهش می­یابد. اثرات بازدانده آنیون­ها، در واقع واکنش حفره­های مثبت و رادیکال هیدروکسیل با آنیون­ها است که به عنوان خورنده­های OH· و h⁺ رفتار می­ کنند و باعث طولانی شدن حذف رنگ می­شوند. از آنجا که pH بر روی خصوصیات بار سطحی فوتوکاتالیست تأثیر می­ گذارد، pH محلول، پارامتر مهمی در انجام واکنش بر روی سطوح ذرات نیمه رسانا است.

۱-۵- کلیات و تعاریف فوتوکاتالیزور

فرایند فوتو­کاتالیزوری به واکنشی اطلاق می­ شود که از طریق تابش نور به ذرات نیمه رساناWO₃) ، ZnO، TiO₂ ، (CdS امکان­ پذیر می­گردد. بالاترین نوار پر) نوار ظرفیت^[۱۲] (و پایین­ترین نوار خالی انرژی ) نوار هدایت^[۱۳] (به وسیله یک نوار شکاف انرژی^[۱۴] از هم جدا می­شوند. جذب یک فوتون با انرژی مساوی یا بیشتر از انرژی نوار شکاف یک الکترون را از نوار ظرفیت به نوار هدایت منتقل می­نماید. و هم زمان با آن یک حفره (h⁺) در نوار ظرفیت تولید می­ شود.

برای کارایی یک فوتو­کاتالیزور نیمه هادی انواع فرایند­های الکترونی شامل واکنش­های الکترون و حفره (h⁺/e^-) باید با سایر فرایند­های غیر فعال شدن، از قبیل ترکیب مجدد حفره و الکترون، رقابت نمایند.

ترکیب مجدد حفره و الکترون در سطح نیمه هادی یا در عمق اتفاق می­افتد ]۲۴[. این ترکیب مجدد در فرایندهای فوتوکاتالیزوری زیان­آور است و سبب اتلاف انر‍ژی فوتون به صورت گرما می­ شود]۲۶و۲۵[. به همین دلیل بازده کوانتومی فرایند­های فوتو­کاتالیزوری نسبتاً پایین است ]۲۷[. روشی که تا حدی بر این مسئله غلبه می‌کند استفاده از پذیرنده‌های الکترون ^[۱۵]است که با به دام اندازی الکترون‌ها مانع ترکیب مجدد الکترون و حفره می­شوند و حفره­های تولید شده توسط نور نیز می­توانند یک دهنده الکترون^[۱۶] را اکسید کنند. شکل (۱-۱) مکانیزم کلی عمل فوتوکاتالیزور را نشان می­دهد ]۲۹و۲۸و۲۶[.

شکل (۱-۱) مکانیزم کلی عمل فوتوکاتالیزور

حفره­های موجود در لایه­ی ظرفیت اکسید کننده­ های قوی می­باشند، این در حالی است که الکترون‌های نوار هدایت هم کاهنده­های خوبی هستند]۳۱و۳۰[. بیشتر واکنش­های تجزیه نوری مواد آلی از اکسایش قوی به وسیله حفره­ها به طور مستقیم یا غیر­مستقیم ناشی می‌شود که اهمیت آن به طبیعت جزو مورد عمل و pH وابسته است ]۳۳و۳۲[. فرایندهای تخریبی نظیر فرایندهای اکسایشی پیشرفته به واسطه کاربردشان در معدنی کردن ترکیبات آلی و در نهایت تولید مواد بی ضرر بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. موفقیت فرایندهای اکسایشی پیشرفته در تصفیه آب و فاضلاب ثابت شده است ]۳۵و۳۴[.

نیمه هادی­های تحت تابش نور برای از بین بردن آلوده­کننده­ های زیادی از قبیل آلکان­ها، الکن‌ها، الکل‌های آلیفاتیک،کربوکسیلیک اسید­های آلیفاتیک،کربوکسیلیک اسید­های آروماتیک، فنل­ها، آروماتیک­ها، حشره­کش­ها و همچنین ته­نشین کردن کاهشی فلزات سنگین گران‌بها در محلول­های آبی، به طور موفقیت آمیزی استفاده می­شوند ]۳۸-۳۶[.

۱-۵-۱- سطوح انرژی نوار هدایت و ظرفیت نیمه رسانا

قدرت نیمه رسانا برای کاهش نوری ^[۱۷]گونه جذب سطحی شده، به موقعیت نوار انرژی نیمه هادی و پتانسیل اکسایش-کاهش گونه­ های جذب شده بستگی دارد. از لحاظ ترمودینامیکی، سطح پتانسیل گونه الکترون گیرنده باید پایین­تر (مثبت­تر) از پتانسیل نوار هدایت نیمه رسانا باشد. همچنین سطح پتانسیل لازم برای گونه الکترون دهنده، باید بالاتر (منفی­تر) از موقعیت نوار ظرفیت نیمه رسانا باشد. بنابراین موقعیت تراز انرژی نوار هدایت مقیاسی از قدرت کاهند­گی و موقعیت تراز انرژی نوار ظرفیت مقیاسی از قدرت اکسند­گی است. شکل (۱-۲) انرژی نوار شکاف و سطح انرژی نوار هدایت و ظرفیت چند نیمه رسانا را نشان می­دهد. هنگام اندازه ­گیری پتانسیل لایه ­ها pH الکترولیت برابر ۱ بوده است. کنترل غلظت هیدروژن به علت تاثیر آن در پتانسیل لایه­ های هدایت و ظرفیت نیمه هادی ضروری است ]۳۹[.

شکل (۱-۲) انرژی شکاف نوار هدایت و موقعیت لایه­ های انرژی نیمه هادی­های مختلف

۱-۵-۲- جلوگیری از ترکیب مجدد الکترون - حفره با بهره گرفتن از اکسیژن

بازده و سرعت واکنش فوتو­کاتالیزوری ترکیبات آلی در حضور اکسیژن به طور چشمگیر افزایش می‌یابد. با افزودن چندین گونه اکسید­کننده معدنی از قبیل پراکسی دی سولفات، پراکسید و پریدات همین اثر مشاهده می­ شود. در اصل، مولکول اکسیژن با به دام اندازی الکترون نوار هدایت از ترکیب مجدد الکترون و حفره جلوگیری می­ کند. غلظت اکسیژن به مقدار جذب شده و مصرف شده بر روی سطح فوتو­کاتالیزور، در طی تابش نور و تاریکی مربوط است. در فرایند­های فوتو­کاتالیزوری، ساختار روتیل فعالیت کمتری نسبت به آناتاز نشان می­دهد. در حقیقت هر دو ساختار TiO₂ از لحاظ ترمودینامیکی قابلیت کاهندگی اکسیژن را دارند. ولی سرعت ترکیب مجدد الکترون و حفره در روتیل بیشتر است زیرا توانایی کمتری برای جذب اکسیژن دارد ]۴۰[.

در این فرایند، سوپر اکسید تشکیل شده یک عامل موثر برای اکسید کردن می­باشد. سوپر اکسید به واکنشگر موجود بر روی سطح نیمه رسانا اعم از خنثی، رادیکالی و رادیکال آنیونی حمله می­ کند. این حمله قبل از جدا شدن از سطح نیمه رسانا انجام می­گیرد. تا زمانی که سوپر اکسید، در محلول از بین نرفته است فعالیت اکسایشی فوتوکاتالیزور همچنان ادامه دارد و ممکن است باعث تولید هیدروژن پراکسید در محیط واکنش شود. هیدروژن پراکسید تولید شده، ترکیبات آلی موجود بر روی سطح نیمه رسانا را تخریب می­ کند ]۴۲و۴۱[.

۱-۵-۳- تشکیل گونه فعال اکسیژن و فواید آن

هیدروژن پراکسید بر روی سطح TiO₂، در حضور اکسیژن هوا، از طریق احیای اکسیژن به وسیله یک الکترون نوار هدایت تشکیل می‌شود. در بیشتر آزمایشات و کاربرد­ها با فوتو­کاتالیزور­های نیمه هادی، اکسیژن برای عمل کردن به عنوان پذیرنده الکترون اولیه حضور دارد. همچنین احیای دو الکترونی اکسیژن، در نهایت باعث تشکیل H₂O₂ از طریق مکانیزم زیر می‌شود.

گرشیر ^[۱۸]و هلر^[۱۹] پیشنهاد داده بودند که در این فرایند جالب، انتقال الکترون به اکسیژن ممکن است مرحله محدود کننده سرعت در فوتوکاتالیزور­های نیمه هادی باشد ]۴۳[. این مراحل خلاصه شده و در شکل (۱-۳) نشان داده شده است.

شکل)۱-۳( واکنش با گونه فعال اکسیژن در مکانیزم فوتو الکتروشیمیایی

واکنش­هایی که در طی فرایند فوتو­کاتالیزوری با فوتو­کاتالیزور TiO₂ اتفاق می­افتد و شامل گونه ­هایی از قبیلH₂O₂ ، OH• و O₂•̄ می­شوند در زیر نمایش داده شده است ]۴۹-۴۴[.

TiO₂ + hv → TiO₂(h⁺ + e⁻) (۱) H₂O₂⁻ → hv 2^•OH (2) H₂O(ads) + h⁺ → ^•OH + H⁺ (۳) OH⁻(ads)+ h⁺ → HO^• (۴) O₂ + e⁻ → O₂^•− (۵) O₂ (ads) + e⁻ + H⁺ → HO2^• (۶) HO₂^• + HO₂^• → H₂O₂ + O₂ (۷) O₂^•− + HO₂^• → HO₂⁻ + O₂ (۸) HO₂⁻ + H⁺ → H₂O₂ (۹) H₂O₂ (ads) + e⁻ → ^•OH + OH⁻ (۱۰) H₂O₂ + O₂^•− → ^•OH + OH⁻ + O₂ (۱۱) H₂O₂ (ads) +2 h⁺ → O₂ + ۲H⁺ (۱۲) H₂O₂ (ads) + 2H⁺ + ۲e⁻ → ۲H₂O (13) H₂O₂ (ads) + h⁺ → HO₂^• + H⁺ (۱۴) O₂(ads) + 2e⁻ + ۲H⁺ → H₂O₂ (ads) (15) O₂^•− + H⁺ → HO₂^• (۱۶) O₂^•− + htr⁺ → O₂ (۱۷) H₂O₂ + ^•OH → H₂O + HO₂^• (۱۸) HO₂^• + ^•OH → H₂O₂ + O₂ (۱۹) ^•OH + ^•OH → H₂O₂ (۲۰) HO₂^• + H₂O₂ → ^•OH + H₂O + O₂ (۲۱)

۱-۵-۴- تأثیر هیدروژن پر­اکسید بر سرعت فرایند فوتو­کاتالیزوری

سرعت فرایند اکسایش فوتو­کاتالیزوری به وسیله هیدروژن پراکسید افزایش می­یابد که این موضوع در بعضی مطالعات ثابت شده است. هیدروژن پراکسید در تخریب مواد آلی و معدنی الکترون دهنده، به وسیله عمل کردن به عنوان یک گیرنده الکترون یا به عنوان یک منبع رادیکال هیدروکسیل، به علت تقسیم یکنواخت، شرکت می­ کند و به عنوان یک افزودنی اکسنده در فرایند­های فوتو­کاتالیزوری به منظور افزایش سرعت واکنش استفاده می­ شود ]۵۱و۵۰[.

افزایش سرعت واکنش فوتو­کاتالیزوری در حضور هیدروژن پراکسید به چند عامل نسبت داده می­ شود، اول اینکه، هیدروژن پراکسید یک پذیرنده الکترون بهتر از اکسیژن است ]۵۳و۵۲[، پتانسیل کاهش اکسیژنv0/13 است در حالی که پتانسیل کاهشH₂O₂ ،v 0/72 است]۵۲[. این نشان می­دهد که انتقال الکترون­های تولید شده در نوار هدایت به وسیله کاهش اکسیژن، مرحله کنترل سرعت در مکانیزم فوتوکاتالیزوری است ]۵۵و۵۴[. در نتیجه شرایطی که به انتقال الکترون­های نوار هدایت کمک می­ کند می ­تواند تأثیری مثبت در فرایند فوتو­کاتالیزوری داشته باشد. این شرایط شامل افزایش غلظت اکسیژن و افزایش پذیرنده­های الکترونی موثر از قبیل هیدروژن پراکسید است ]۵۷-۵۵[.

دوم اینکه، افزایش هیدروژن پراکسید سرعت تولید رادیکال­های هیدروکسیل را افزایش می­دهد. غلظت H₂O₂ یک پارامتر کلیدی در تجزیه فوتو­کاتالیزوری است. سرعت تخریب با افزایش غلظت H₂O₂ افزایش می­یابد]۵۹و۵۸[. هوفمن^[۲۰] و کورمن^[۲۱] نشان دادند که بازده کوانتومی برای تولید هیدروژن پراکسید در طی اکسایش انواع ترکیبات با جرم مولکولی پایین به فشار جزئی اکسیژن بستگی دارد. این مطالعات تشکیل اولیه H₂O₂ از طریق احیای اکسیژن جذب سطحی شده به وسیله الکترون­های نوار هدایت را نشان می­دهد. همچنین هوفمن و همکارانش برای نشان دادن اینکه در واکنش فوتو­شیمیایی همه اکسیژن‌ها بر اثر کاهش به وسیله الکترون­های باند هدایت تولید هیدروژن پراکسید می­ کنند، از ایزوتوپ O¹⁸ نشاندار شده استفاده کردند. در غیاب اکسیژن هیچ هیدروژن پراکسیدی دیده نشد ]۶۰[.

۱-۵-۵- نقش رادیکال هیدروکسیل در واکنش‌های اکسیداسیون

یکی از حد واسط­هایی که در مسیر تجزیه ترکیبات آلی به ترکیبات معدنی در محلول­های آبی حاوی سوسپانسیون TiO₂ با آن مواجه می­شویم، هیدروکسیلات­ها هستند. چنین محصولاتی در اصل هم به وسیله حمله رادیکال هیدروکسیل به سیستم و هم به وسیله هیدراته شدن حد واسط اکسید شده حاصل می­گردد ]۶۲و۶۱[.

مطالعات تجربی نشان می­دهد بین تولید رادیکال هیدروکسیل و به دام افتادن حفره در فوتو­کاتالیزور رقابت وجود دارد، برای مثال اشاره شده است که در محلول­های رقیق آبی، فنل در ابتدا توسط رادیکال هیدروکسیل اکسید می­گردد ولی در محلول­های غلیظ، اکسیداسیون با به دام انداختن حفره شروع می­ شود. افزایش سرعت تجزیه فنل در حضور CN^- به وسیله اکسیداسیون مستقیم حفره به دی­سیانوژن (CN)₂ تبدیل می­ شود و این در حالی است که فنل برای به دام انداختن حفره نمی­تواند با CN^- رقابت کند ]۶۳[.

با بهره گرفتن از بررسی اسپین محصول رادیکال هیدروکسیل توسط ESR و دلایل غیر­مستقیم سنیتیکی، تشکیل رادیکال هیدروکسیل بر روی TiO₂ برانگیخته شده در حضور آب امری کاملاً مشخص است ]۶۴[.

با بررسی طیف حد واسط‌های زودگذر تشکیل شده از مواد آلی و معدنی جذب شده بر روس سطح بر انگیخته نیمه هادی توسط به دام افتادن حفره با بهره گرفتن از تکنیک طیف سنجی انعکاس نفوذی^[۲۲] مشخص شده است که حد واسط اکسید شده تک الکترونی تشکیل شده، ترجیحاً از محصولات رادیکال هیدروکسیل است و با پیوند­های قوی در سطح جذب می­ شود]۶۵[ . به هر حال مشخص است که در اصل به دام انداختن بار توسط گروه­هایOH سطحی )که اکسیداسیون شیمیایی اولیه از مواد جذب شده، روی سطح را قبل از نفوذ کردن به توده محلول شروع می­ کنند (انجام می­گیرد.

۱-۵-۵-۱- مکانیسم و مراحل تشکیل رادیکال هیدروکسیل

رادیکال­های هیدروکسیل اکسنده­های اصلی در واکنش­های فوتو­کاتالیزوری هستند، بنابراین می­توان با اضافه کردن رادیکال هیدروکسیل به سیستم، سرعت واکنش فوتو­کاتالیزوری را افزایش داد. این رادیکال­ها به عنوان اکسنده­های به شدت قوی و گزینش ناپذیر، منجر به معدنی شدن جزئی یا کلی چندین نمونه شیمیایی آلی شده ­اند ]۶۷و۶۶و۳۳[.

به دو طریق رادیکال­های هیدروکسیل تشکیل می­شوند ]۶۹و۶۸و۳۱و۳۰[. ماتیوس^[۲۳] پیشنهاد کرد که واکنش حفره­های لایه‌ی ظرفیت با H₂Oجذب شده یا با گروه ­های OH^-سطحی، بر روی TiO₂ روش اصلی تولید رادیکال­های هیدروکسیل می‌باشد ]۷۰[. این رادیکال نه تنها از طریق حفره­های لایه ظرفیت بلکه از طریق H₂O₂ ایجاد شده از رادیکال- آنیون سوپر­اکسید تولید می‌شوند ]۷۱[. تولید رادیکال هیدروکسیل از هیدروژن پراکسید به چند طریق صورت می­گیرد:

۱( تولید رادیکال هیدروکسیل به وسیله فوتولیز مستقیم هیدروژن پراکسید ]۷۳و۷۱و۵۳[.

(۲واکنش هیدروژن پراکسید با رادیکال-آنیون سوپر­اکسید ]۷۴و۵۷[.

(۳واکنش هیدروژن پراکسید با واسطه­های تولید شده نوری ]۷۶و۷۵و۵۷[.

H₂O₂ می ­تواند به وسیله رادیکال-آنیون سوپر­اکسید از طریق واکنش­های زیر تولید شود.

شکستن H₂O₂ به وسیله هر یک از واکنش­های زیر ممکن است تولید رادیکال­های هیدروکسیل نماید.

۱-۶- عملکرد­های کلی فوتو­کاتالیست­ها

عملکرد­های کلی فوتو­کاتالیست­ها بر چند نوع می­باشد:

۱ (تخریب:NO_x حذف کردن اجزاء مضر از اتمسفر. به عنوان مثال در حال حاضر هوا آلودگی زیادی دارد که در آن اکسید­های سولفور و نیتروژن از جمله آن‌ها به شمار می­رود و ناشی از اتو­موبیل و سایر آلاینده­ها می­باشند. فوتو­کاتالیست TiO₂ می ­تواند این آلودگی­ها را بشکند و تبدیل به گازCO₂ کند. در عایق کردن صوتی در ساختمان­ها در ساختار بتونی بکار می­رود.

۲ (گند­زدایی کردن: تخریب و جذب بو­های بد ناشی از بدبو کننده­هایی از قبیل استالدئید، آمونیاک و سولفید هیدروژن. به عنوان مثال بو­های ناخوشایندی که بسیار آزار دهنده هستند می ­تواند به گاز­های بدون بو تبدیل شود. این کار با قرار دادن یک فوتو­کاتالیست در مجاورت نور فلورسانس ^[۲۴]و نور خورشید امکان‌پذیر است.

۳ (تصفیه آب: تخریب و برداشتن ترکیبات آلی فرار مثل تترا کلرو اتیلن ^[۲۵]و تری کلرو اتیلن^[۲۶] که به عنوان آلاینده آب به شمار می­روند. تست غلظت کلرین ^[۲۷]باقی‌مانده نشان می­دهد که چه میزان حضور فوتو­کاتالیست موثر است.

۴ (ضد باکتری: پاکیزه کردن محیط به وسیله ضد باکتری­ ها و عمل استریلیزه کردن^[۲۸].

۵ (ضد چرک شدگی: از چرک شدن دیوار و زمین جلوگیری می­ کند.

در سال­های اخیر استفاده از نیمه رسانه ­ها به عنوان فوتو­کاتالیست برای تخریب آلودگی­های آلی خیلی زیاد شده است. به علت ویژگی­های نوری و الکتریکی، قیمت پایین، فعالیت فوتو­کاتالیستی بالا، ثبات شیمیایی، غیر­سمی بودن، فراوانی و در دسترس بودن، و عدم فرسایش و خوردگی در مقابل نور از تیتانیا یا همان تیتانیوم دی­اکسید به عنوان فوتو­کاتالیست رایج استفاده می­ شود ]۷۷[.

بعضی از ویژگی­های ذرات که در فعالیت فوتو­کاتالیستی مؤثر هستند، عبارتند از: ابعاد ذرات، ساختمان کریستال، سطح هیدروکسیل شونده، بلورینگی^[۲۹] مطلق، شدت تابش نوری، جذب سطحی آلودگی، pH محلول و روش آماده ­سازی. در زمینه فوتو­کاتالیستی، اغلب کاربرد­ها مربوط به پاک‌سازی هوا و آب یا ویژگی خود تمیز­شوندگی مواد مختلف می­شوند ]۷۸[.

۱-۷- نانو ذرات تیتانیم دی­اکسید (TiO₂)

تیتانیم دی­اکسید از اکسید­های فلزی است که در زندگی روزمره کاربرد فراوانی دارد. این ماده پودر سفید رنگی است که در صنعت از آن به عنوان رنگدانه^[۳۰] سفید استفاده می­ شود. گپ انرژی (شکاف پیوندی) نوع آناتاز^[۳۱] این ماده حدود ۲/۳ الکترون ولت است که می ­تواند نور فرابنفش را جذب کند، از این خاصیت می­توان به عنوان جاذب نور فرابنفش در کرم­های ضد آفتاب استفاده کرد. تحقیقات نشان می­دهد که ترکیبی از ساختار روتیل^[۳۲] و آناتاز هم از ساختار روتیل و هم از ساختار آناتاز فعالیت بیشتری دارد.

تمام خصوصیات تیتانیوم دی­اکسید نیز در نانو تیتانیوم دی­اکسید وجود دارد با این تفاوت که اندازه ذرات آن بسیار کوچک‌تر است و از این رو قابلیت و اثر کنندگی بیشتری دارد چرا که به واسطه کوچک بودن اندازه ذرات، سطح تماس بیشتر می­ شود و کارایی افزایش می­یابد. زمانی که اندازه ذرات TiO₂ به مقیاس نانو کاهش می­یابد فعالیت فوتو­کاتالیستی می ­تواند افزایش یابد چرا که مساحت سطح مؤثر افزایش می­یابد ]۷۹[.

تیتانیوم دی­اکسید در سه فرم کریستالی وجود دارد: روتیل، آناتاز و بروکیت^[۳۳]. از بین این سه فاز، فاز روتیل پایدارتر است و دو فاز دیگر یعنی دو فاز آناتاز و بروکیت در اثر حرارت به روتیل تبدیل می­شوند. از نظر فضایی، فاز­های روتیل و آناتاز تترا­گونال^[۳۴] هستند و بروکیت اورتورومبیک^[۳۵] است. در شکل ۱-۴) الف-ج (فاز­های ساختاری آناتاز، روتیل و بروکیت مشاهده می­شوند. فاز کریستالی زمانی ضروری است که کاربرد خاصی چون فوتو­کاتالیستی یا نیمه رسانایی مد نظر باشد. برای مثال فاز آناتاز برای رنگ­های حساس نوری و کاتالیز نوری استفاده می­ شود و فاز روتیل بیشتر در دی الکتریک‌ها و حسگر­های اکسیژن دمای بالا به کار می‌رود ]۸۰[.

شکل (۱-۴( ساختار­های بلوری: الف( آناتاز، ب( روتیل و ج( بروکیت]۸۱[

شکل)۱-۵( ساختمان روتیل و آناتاز تیتانیم دی­اکسید

بیشترین استفاده فوتو­کاتالیستTiO₂ ، تجزیه فوتونی ترکیبات آلی است. از TiO₂ به عنوان فوتو­کاتالیست در رفع آلودگی­های محیطی گوناگون مانند مواد آلی، ویروس­ها، باکتری­ ها، قارچ­ها، جلبک­ها و سلول­های سرطانی استفاده می­ شود. در این حالت، ماده در برخورد با ملکول­های آلوده­کننده آب، هوا و خاک که عموماً مولکول­های آلی کربنی هستند، آن‌ها را تجزیه کرده و به مواد غیر آلی، CO₂ و آب و آنیون­های معدنی بی­ضرر تبدیل می­ کند. این کارایی به اکسیداسیون بالای حفره­ها و رادیکال­های هیدروکسیل (HO^•) که به عنوان عوامل اکسید کننده قوی شناخته می­شوند، نسبت داده می­ شود. پتانسیل اکسیداسیون این رادیکال ۸/۲ الکترون ولت است که تنها فلوئور از آن بالاتر است.

دو خاصیت مهم این ماده که آن‌را در زندگی بسیار کارا و مفید می­سازد، خواص فوتو­کاتالیستی و فوق آب دوستی^[۳۶] آن است. از این دو خاصیت برای تصفیه آب و فاضلاب­ها، حذف آلودگی هوا و ساختمان­ها، تسریع واکنش­های فوتو­شیمیایی مانند تولید هیدروژن، ساخت سطوح و لایه­ های ضد مه و شیشه­های خود تمیز شونده^[۳۷] استفاده می­ شود.

۱-۷-۱- بررسی خواص فوتو­القایی^[۳۸] تیتانیم دی­اکسید TiO₂

بررسی خواص فوتو­القایی تیتانیم دی­اکسید را به وسیله وقوع پدیده ­های فوتو­القایی در آن توصیف می­ کنند. این پدیده ­ها شامل پدیده فوتو­کاتالیستی، فوق آب دوستی و فوتو­ ولتائیک است. همه این پدیده ­های فوتو­القایی از گپ انرژی نیمه رسانا سرچشمه می­گیرند. وقتی فوتونی با انرژی بیشتر از گاف انرژی بر نیمه رسانا فرود می ­آید، به وسیله آن جذب می­ شود و یک زوج الکترون- حفره تولید می­ شود که الکترون به باند رسانش برانگیخته شده می ­تواند مستقیماً در تولید الکتریسیته در سلول­های خورشیدی فوتو­ولتائیک یا در فرایند­های فوتو­کاتالیستی و فوق آب دوستی استفاده شود.

با نشاند TiO₂ در زئولیت^[۳۹] سنتزی یا طبیعی، خواص فتو­کاتالیتیکی آن در تخریب برخی از آلاینده‌ها را می­توان برسی نمود. قدرت یک نیمه هادی برای کاهش نوری به گونه جذب سطحی شده، به موقعیت نوار انرژی نیمه هادی و پتانسیل اکسایش-کاهش گونه­ های جذب شده بستگی دارد.

۱-۷-۱-۱- خواص فوق آب دوستی:

با تابش UVبه سطحTiO₂ ، می­توان آمیزه­ای از خاصیت فوق آب دوستی را در سرتاسر سطح ایجاد کرد و باعث پهن شدن آب شد. این فوق آب دوستی فوتو­القایی به همراه فعالیت فوتو­کاتالیستی، دو پدیده‌ای هستند که پایه مشترک دارند؛ یعنی اینکه آلاینده­های سطح به وسیله نور تجزیه شده و به وسیله آب شسته خواهند شد. یک کاربرد مناسب از این خاصیت در شیشه­ها و پارچه­های خود تمیز شونده است.

بر روی نمای بیرونی ساختمان­ها و یا سطح جاده­های پرتردد در نقاط بسیار آلوده، انواعی از نانو پوشش‌های هوشمند با کارکرد ضد آلودگی هوا اعمال می­شوند که آلودگی­هایی نظیر اکسید­های ازت و مواد فرار آلی محیط را جذب و خنثی می­ کنند. با بهره گرفتن از نانو پوشش‌های آب­گریز و یا آب دوست نیز می­توان در هزینه­ های شستشو و تمیز­کاری برخی قطعات ساختمانی نظیر شیشه­ها و یا نمای خارجی ساختمان­ها صرفه جویی کرد .در این بخش نقش نانو ذرات در عملکرد هوشمندانه پوشش ­های حذف کننده آلودگی مورد بررسی قرار می­گیرد.

شکل )(۱-۶) مکانیزم فوتو­کاتالیزوری تیتانیوم دی­اکسید

۱-۷-۲- روش­های سنتز تیتانیم دی­اکسید :

امروزه از روش­های مختلفی جهت تولید شکل­های مختلف TiO₂ استفاده می­ شود. در مجموع بیش از ۵۰ روش مختلف برای سنتز آن وجود دارد. هر یک از این روش­ها دارای مزایا و معایبی هستند. از جمله این روش­ها می­توان سل-ژل^[۴۰]]۸۲[ هیدروترمال، هیدرولیز نمک­های معدنی^[۴۱]]۸۳[ تکنیک فراصوتی^[۴۲]]۸۴[ میکروامولسیون^[۴۳] یا میسل­های برگشتی و هیدروترمال^۵ ]۸۷-۸۵[نام برد.

از بین این روش­ها کاربرد روش سل- ژل از بقیه بیشتر است که علت آن را می­توان دلایل زیر شمرد: ۱- خلوص، ۲- همگنی، ۳- تناسب و انعطاف­پذیری در اضافه کردن غلظت­های بالای ترکیبات، ۴- کنترل استوکیومتریک، ۵- سادگی فرایند و ۶-کنترل ترکیبات و توانایی در پوشش مساحت­های بزرگ و پیچیده.

در صنعت نیز روش­های متفاوتی برای تولید پودر تیتانیوم دی­اکسید وجود دارد از جمله: روش سولفاته، روش کلریده، مایه کردن گاز خنثی، سنتز با شعله اکسید TiCl₄ و روش سل- ژل]۸۸[.

نانو تیتانیوم دی­اکسید صنعتی با دو فرایند پایه تولید می­ شود. در هر دو روش از FeTiO₃ به عنوان ماده خام استفاده می­ شود.

هر یک از این روش­ها، تیتانیایی با درصد فاز متفاوت ایجاد می­ کند. برای مثال در فناوری کلریده، تیتانیا با ۸۰ درصد فاز آناتاز و ۲۰ درصد فاز روتیل تولید می­ شود]۸۹[.

۱-۷-۳- کاربردهای نانو تیتانیوم دی­اکسید

رنگ­های نساجی^[۴۴] و عوامل رنگی صنعتی شامل گروه ­های بزرگی از ترکیبات آلی هستند که خطرات محیطی و آلودگی‌ها را افزایش می­ دهند. به علت وجود آروماتیک­های بزرگ کنونی در مولکول­های رنگ و ثبات رنگ­های مدرن، روش­های عملیاتی بیولوژیکی متداول برای تخریب و بی­رنگ کردن آن‌ها بی­اثر است. به هر حال روش­های سنتی فیزیکی مثل جذب کربن فعال، اولترافیلتراسیون^[۴۵]، اسمز معکوس^[۴۶]، انعقاد با عوامل شیمیایی و تغییر تبادل یونی^[۴۷] در سینتیک رزین جاذب^۵، تنها ترکیبات آلی آب را به فاز دیگر می­برد.

در سال­های اخیر به علت ویژگی­های جالب فوتو­کاتالیستی کریستال­های تیتانیوم دی­اکسید تحقیقات زیادی گزارش شده است. استفاده تجاری از نانو TiO₂ به عنوان فوتو­کاتالیست در زمینه­هایی چون الف( تصفیه آب، ب( پاک‌سازی هوا و ج( استرلیزه کردن/ ضد­عفونی کردن در دنیا فراگیر شده است.

هر دو فاز آناتاز و روتیل دارای گاف انرژی هستند و فعالیت نوری دارند. فاز آناتاز قابلیت جذب UV را دارد و از آن برای کرم ضد آفتاب استفاده می­ شود. منظور از فعالیت نوری، تولید گروه ­های رادیکالی در سطح، تحت تابش نور خورشید است. با به کار بردن نانو TiO₂ بر روی سلولز یا پنبه پدیده خود تمیز شوندگی گزارش شده است ]۹۰[. همچنین از TiO₂ جهت خود تمیز­شوندگی سطحی استفاده شده و محصولات تجاری چون سرامیک­های حمام و آشپزخانه­ها، پارچه­ها، فیلتر­های هوای خانگی و پنجره­های شیشه ­ای با این ویژگی تولید می­ شود ]۹۱[.

در اینجا برخی از کاربرد­های نانو تیتانیوم دی­اکسید به صورت فهرست‌وار آورده شده است که عبارتند از: ۱- سطوح خود تمیز شونده ۲-­ خاصیت ضد مه گرفتگی ۳- تصفیه آب، هوا و یا پساب‌های شیمیایی شامل الف) تولید غشاهای تصفیه­ کننده^۶ ب) سمزدایی^۷ ت) افزایش سرعت تصفیه ث) حذف فنل ه) تخریب دی­کلروفنل ۴- مصارف دارویی و پزشکی ۵- آرایشی و بهداشتی ۶- ساخت مسواک­های بدون خمیر­دندان ۷- صنعت نساجی) محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش) ۸- صنعت چوب (محافظت در برابر اشعهUV ) ۹- شناسایی مجرمین ۱۰- ساختمان: به صورت الف: تصفیه کننده هوای داخل ساختمان­ها و ب: ساخت شیشه و نمایشگر­های تلویزیونی.

تحقیقات نشان می­دهد که فاز کریستالی آناتاز با دارا بودن انرژی باند شکاف بیشتر و فعالیت فوتو­کاتالیستی بالاتر نسبت به فاز­های دیگر بیشتر مورد استفاده قرار می­گیرد و در بسیاری از صنایع رویه صنعتی و تجاری شدن را در پیش گرفته است.

۱-۸- بررسی نانو ذرات روی اکسید (ZnO)

علی­رغم امتیازات متعدد TiO₂ این نقصان هم وجود دارد که به خاطر داشتن شکاف انرژی زیاد ev)2/3 (~کاربرد آن به ناحیه UV محدود می­ شود. این گستره تابشی در نوری که از طرف خورشید به زمین می­رسد سهم چندانی ندارد و همین امر کاربرد TiO₂ را برای مواردی که از انرژی خورشیدی^[۴۸] به منظور تخریب فوتو­شیمیایی استفاده می­ شود دچار محدودیت می­سازد]۹۵-۹۲[. برایZnO بزرگ‌ترین امتیاز این است که نسبت به TiO₂ کسر بزرگ‌تری از طیف خورشید را جذب می­ کند و تا سرحد ۴۲۵ nmرا شامل می‌شود]۹۶ ZnO . [نیز مانند TiO₂ دارای امتیازاتی از قبیل پایداری، کاربرد مناسب، قیمت پایین و دسترسی آسان می­باشد. در برخی از تحقیقات مربوط به تخریب فوتو­شیمیایی ترکیبات آلی، ZnO عملکرد بسیار بهتری را نسبت به TiO₂ از خود نشان داده است ]۹۸و۹۷[. تحقیق حاضر نیز این نتیجه را تأیید می­ کند.

ZnO می ­تواند برای تصفیه در شرایط اسیدی و بازی مناسب باشد. بنابراین ادامه دادن مطالعات بر روی ZnO کاملاً ضروری به نظر می­رسد]۱۰۰و۹۹[. در یک سری از آزمایشات که برای بررسی اثر دو مقوله روش تهیه و اندازه ذرات، بر روی فعالیت فوتو­کاتالیزوری انجام گرفت، اندازه­ های متفاوتی از نانو ذرات) ZnO با ضخامت۱۰،۵۰، ۲۰۰ و nm1000 (را که با دو روش متفاوت تبخیر گرمایی^[۴۹] و نشست شیمیایی^[۵۰] تهیه شده بودند را مورد بررسی قرار دادند. مشخص شد که نانو ذرات با ضخامتnm 500 تهیه شده با روش تبخیر گرمایی بالاترین فعالیت فوتو­شیمیایی را از خود نشان دادند. به علاوه ذرات چهار پر^[۵۱] ZnO بازدهی بیشتری نسبت به ذرات ZnO بی­نظم داشتند. همچنین کوچک‌ترین نانو ذرات ZnO )با ضخامت nm (10 تهیه شده با روش نشست شیمیایی، بازدهی کمتری نسبت به نانو ذرات ZnO با ضخامتnm 200 تهیه شده با روش تبخیر گرمایی از خود نشان دادند. نتایج این آزمایشات نشان دادند که برای فعالیت فوتو­کاتالیزوری، روش تهیه، نسبت به اندازه و شکل ذرات فاکتور تعیین ­کننده­تری است. بررسی ویژگی­های روی اکسید در ادامه به طور گسترده­تر آورده شده است ]۱۰۱[.

روی اکسید (ZnO) از خانواده II–VI به خاطر شکاف انرژی مستقیم­اش و انرژی برانگیختگی^[۵۲] در دمای اتاق و طول پیوند زیاد آن (۳٫۳۷ ev) به عنوان یک ماده نیمه هادی مهم مطرح است. انرژی پیوند در ZnO،mev 60 است. خصوصیات نوری و الکتریکی خاصی دارد که می ­تواند کاربرد­های زیادی داشته باشد از جمله: پوشش ­های رسانای اکسیدی با قابلیت عبور دهی بالا برای سلول­های خورشیدی، حسگر­های گازی^[۵۳]، آشکارساز­های نوری فرابنفش^[۵۴]، وسایل الکتریکی و نوری، کاتالیست­هایی برای هیدروژن­دار کردن در فاز مایع و کاتالیست­هایی برای تخریب فوتو­کاتالیزوری. نانو ساختار­­های ZnOدر طول سال­های اخیر به خاطر خصوصیات قابل توجه آن‌ها  برای کاربرد­های الکتریکی و فوتو­الکتریکی توجه خیلی زیادی را به خود جلب کرده ­اند. ZnO به خاطر خصوصیات پایدار آن در مقابل خوردگی نوری و شیمیایی، همانند TiO₂ یک ماده نیمه هادی بالقوه در تبدیل انرژی خورشیدی است. اندازه و ریخت­شناسی دو پارامتر مهم برای اندازه ­گیری و شناسایی خصوصیات فیزیکی و شیمی فیزیکی نانو ذره ZnO هستند. برای خصوصیات شیمیایی و نوری، الکتریکی جدید، شکل و اندازه نانو ذره باید به خوبی کنترل شود. رشد کریستال­های نانو ذره ZnO به طور جدی تحت تأثیر شرایط خارجی مانند دما قرار دارد. دمای بالا و دیگر شرایط سخت رشد فرایند جامد شدن را بسیار محدود می­ کند. در مقابل فرایند دمای بالا، روش­هایی بر اساس محلول­های شیمیایی به ویژه روش­های ته­نشین سازی به خاطر علاقه محققین به تولید ساختار­های نانو ZnO در دما­های پایین و تولید در مقیاس تجاری توجه خیلی زیادی به خود جلب کرده است. از آن گذشته روش­های ته­نشین سازی شیمیایی به آسانی می ­تواند اندازه­ های متفاوتی از نانو کریستال‌ها را تولید کند که تأثیر بسزایی در محصول نهایی خواهد داشت.

به طور کلی دو روش تجاری برای تولید نانو ذرات ZnO وجود دارد: روش فرانسوی و روش آمریکائی. در هر دو روش از اکسیداسیون بخار­های روی فلزی استفاده می­ شود و هر دو روش به گرمای زیادی نیاز دارند که مشخصاً انرژی زیادی را نیز مطالبه می­ کند. بنابراین پیدا کردن روش­های ساده­تر و اقتصادی­تر برای سنتز نانو ذره ZnO مورد توجه قرار گرفته است.

روابط مربوط به فرایند فوتو­کاتالیزوری نانو روی اکسید مشابه نانو تیتانیوم دی­اکسید است. چگونگی برانگیختگی الکترون و تشکیل جفت (حفره/ الکترون) در زیر آمده است ]۱۰۴-۱۰۲[.

ZnO + hν→ e⁻ +h⁺ (۱) e⁻ +h⁺→ heat (2) h⁺+H₂O_ads→•OH_ads +H (3) h⁺+OH_ads−→•OH_ads (۴) (۵) e⁻ +O₂→ O₂^•¯ O₂^•¯+HO₂• + H⁺→ H₂O₂ +O₂ (۶) O₂^•¯+Rh →Rh –OO• (۷) •OH_ads + Rh → Int. → P (8)

۱-۹- جذب^[۵۵] سطحی در فرایند فوتو­کاتالیزوری

روش فوتو­کاتالیزوری به عنوان روش مناسب برای حذف حلال­های مقاوم و کربن مونو­اکسید پیشنهاد می­ شود. اضافه کردن موادی که به عنوان جاذب مواد آلاینده هستند به فوتو­کاتالیزور، یکی از روش­های افزایش بازدهی فوتو­کاتالیزوری به شمار می ­آید. افزایش ماده جاذب باعث افزایش غلظت مواد آلاینده در نزدیکی مکان­های فعال می­ شود و به عبارت دیگر با مقدار معین کاتالیزور مقدار بیشتری از مواد آلاینده تجزیه می‌شود.

در عملیات جذب سطحی انتقال یک جز از فاز گاز یا مایع به سطح جامد صورت می­گیرد و در جریان آن مولکول­ها به سطح جسمی جامد می‌چسبند. واژه جذب سطحی برای تشریح این حقیقت به کار می­رود که غلظت مولکول­های جذب شده در سطح تماس جامد بیشتر از فاز گاز یا محلول است. جذب روی یک سطح جامد به علت نیروی جاذبه اتم‌ها یا مولکول­ها در سطح آن جامد است در عمل جذب سطحی نیروهای مختلفی اعم از فیزیکی و شیمیایی موثرند و مقدار آن بستگی به طبیعت ماده جذب شده و جسم جاذب دارد.

۱-۹-۱- مکانیزم­ های جذب سطحی

دو مکانیزم اصلی برای جذب سطحی وجود دارد:

۱- جذب فیزیکی^[۵۶] ۲- جذب شیمیایی^[۵۷]

در جذب سطحی فیزیکی معمولی، مولکول­ها به وسیله نیروهای واندروالسی به سطح ماده جاذب، گیر می­ کنند. در جذب سطحی شیمیایی، مولکول­های جذب شده، با پیوند­هایی که قابل مقایسه با پیوند­های شیمیایی است، به سطح ماده کاتالیزور نگه داشته می‌شوند. در فرایند تشکیل پیوند با ماده جاذب، مولکول­هایی که به طور شیمیایی جذب شده‌اند، دچار تغییر آرایش الکترونی درونی می‌شوند. پیوند­های درون بعضی از مولکول­ها کشیده و ضعیف و حتی پیوند بعضی از آن‌ها شکسته می‌شوند. مثلاً هیدروژن به صورت اتمی بر سطح پلاتین جذب می‌شود. بنابراین تعدادی از ملکول­ها که به طور شیمیایی جذب سطحی شده‌اند، به صورت کمپلکس فعال‌ شده عمل می‌کند. از سیلیکا- ژل نیز به علت سطح تماس زیاد به عنوان جاذب گاز استفاده می­ شود. اما موارد فوق در مورد جذب سطحی مولکول­های گاز بر روی سطح یک جسم جامد می­باشد. در نوعی دیگر از جذب سطحی، جسم حل­شده در یک محلول بر روی سطح یک جسم جامد جذب می­ شود. این پدیده در بی­رنگ کردن محلول‌ها و معمولاً با بهره گرفتن از زغال فعال^[۵۸] به کار می­رود. هفت اختلاف بین جذب سطحی شیمیایی و فیزیکی وجود دارد که عبارتند از:

۱) در جذب سطحی فیزیکی نیروهای ضعیف واندروالس باعث جذب می­شوند ولی در جذب سطحی شیمیایی، پیوند­های شیمیایی موجب انجام عمل جذب می­شوند.

۲) انتالپی جذب سطحی فیزیکی کمتر از انتالپی جذب سطحی شیمیایی است.

۳) جذب سطحی فیزیکی در پایین­تر از نقطه­ی جوش جذب شونده اتفاق می­افتد ولی در جذب سطحی شیمیایی، جذب در دماهای بالاتر نیز می‌تواند اتفاق افتد.

۴) در جذب سطحی فیزیکی با افزایش فشار جسم جذب شونده مقدار جذب در واحد سطح افزایش می­یابد ولی در جذب سطحی شیمیایی با افزایش فشار جسم جذب شونده، مقدار جذب در واحد سطح کاهش می­یابد.

۵) در جذب سطحی فیزیکی، میزان جذب از خصوصیات جسم جذب شونده است، در صورتی که در جذب سطحی شیمیایی میزان جذب از خصوصیات هر دو جسم است.

۶) انرژی فعال‌سازی در جذب سطحی فیزیکی چندان دخیل نیست، در حالی که در جذب سطحی شیمیایی ممکن است دخیل باشد.

۷) جذب سطحی فیزیکی به صورت چند لایه^[۵۹] صورت می­گیرد ولی جذب سطحی شیمیایی حداکثر به یک لایه منتهی می­ شود.

۱-۹-۲- جاذب‌ها^[۶۰]:

جامدی که بر روی سطح آن جذب اتفاق می­افتد جاذب یا سوسترا و مایع جذب شده را مجذوب می­نامند. جذب سطحی بر روی سطح مشترک جامد مایع به وقوع می­پیوندد.

بسیاری از جامدات این خاصیت را دارند که بتوانند مقداری گاز یا ماده حل­شده در حلالی را، جذب نمایند.
قدرت جذب یک ماده تابع عوامل زیر است :

سطح تماس :با افزایش سطح تماس مقدار جذب افزایش می­یابد، بهترین جذب­کننده­ها موادی هستند که ذرات ریز­تری داشته باشند و به عبارت دیگر سطح تماس بیشتر داشته باشند. از میان مهم­ترین جذب­کننده­ها می­توان ژل، سیلیس و کربن اکتیو را نام برد.

غلظت مقدار ماده جذب شده برای واحد جرم جذب­کننده تابعی از غلظت ماده حل­شده می­باشد.

دما: افزایش دما اصولاً باعث کاهش جذب سطحی می­ شود مگر در مواردی که جذب سطحی همراه با واکنش شیمیایی باشد.

نوع ماده جذب شده و جاذب: نوع ماده جذب شده و جاذب در جذب سطحی تأثیرگذار است به طوری که بعضی از مواد جاذب قدرت جذب زیاد نسبت به ماده حل شده به خصوصی از خود نشان می­ دهند، در حالی که نسبت به ماده دیگر قدرت جذب کمتری دارند.

حالت ماده جذب شده و جاذب: حالت ماده جذب شده و جاذب، همراه بودن آن با واکنش شیمیایی، برگشت­پذیر بودن یا نبودن واکنش آن‌ها نیز در جذب سطحی تأثیرگذار است.

۱-۱۰- راه کارهایی برای بالا بردن فعالیت فوتو­­کاتالیکی

۱- قرار­دارن فلزات بر روی نیمه هادی­ها

۲ -ترکیب نیمه هادی­ها^[۶۱] با هم

۳- قرار دادن نیمه هادی­ها بر روی نگه‌دارنده‌ها

۴ - استفاده از الکترون گیرنده­ها^[۶۲]

۱-۱۰-۱- قرار دادن فلزات

خواص نیمه هادی، با اضافه کردن فلزات نجیب^[۶۳] بهبود می­یابد. اولین بار، در سیستم پلاتین/تیتانیوم برای تولید اکسیژن و هیدروژن از آب، افزایش فعالیت مشاهده شد. در محل اتصال، خواص ربایش الکترون در محل فلز با سطح نیمه هادی ایجاد می­ شود و بعد از عمل تحریک با نور، الکترون به فلز منتقل شده و از ترکیب مجدد الکترون و حفره جلوگیری می­ شود. از فلزاتی می­توان استفاده کرد که در طی واکنش پایدار بوده و در شرایط اتمسفر قابل نگهداری باشد. با اکسید شدن فلز از فعالیت آن کم خواهد شد و نمی­تواند به طور موثر عمل کند (فلزاتی مانند: مس، نقره، جیوه، پالادیم و …)

برای مثال کوپل طلا-پالادیم- تیتانوم دی اکسید (Au–Pd–TiO₂) را داریم ]۱۰۵[:

شکل (۱-۷) اصلاح فوتو­کاتالیزور TiO₂ از طریق کوپل شدن با طلا و پلاتین

۱-۱۰-۲- ­­­­­­­ترکیب نیمه هادی­ها با هم

اصلاح فوتوکاتالیزورها^[۶۴] (مانند TiO₂/SiO₂، TiO₂/ZrO₂ و…) باعث کم شدن عمل باز­ترکیب خواهد شد.

اگر طول موج نور در حدی نباشد که بتوان یکی از نیمه هادی­ها را تحریک کرد می­توان از نیمه هادی دومی استفاده نمود و با تحریک آن الکترون و حفره ایجاد شده، که الکترون از لایه هدایت آن به لایه هدایت نیمه هادی دوم رفته، و باعث جدایی بار و افزایش بازده فرایند می­ شود.

۱-۱۰-۳- استفاده از نگه‌دارنده‌ها^[۶۵]

ذرات تیتانیوم دی­اکسید به دلیل این که سرعت ته­نشینی کمی دارند نیاز به عمل سانتریفوژ و یا فیلتر کردن دارند که از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نمی‌باشد.

در این مورد راهی وجود دارد و آن قرار دادن فوتو ­کاتالیست بر روی سطوح جاذب می­باشد.

اخیراً نشاندن فوتو­کاتالیست­ها بر روی نگه‌دارنده‌هایی همچون کربن فعال، سلیکاژل، زئولیت، کوارتز، شیشه، فایبر­گلاس^[۶۶] و آلومینا^[۶۷] گسترش یافته است.

در اکثر مطالعات، از سوسپانسیون TiO₂در فرایند­های اکسایش فوتو­کاتالیزی استفاده شده است. در این حالت مقدار کاتالیزور مصرف شده زیاد بوده و جداسازی فوتو­کاتالیزور با ابعاد نانو از محلول پس از انجام عمل تصفیه جهت مصرف مجدد آن دشوار و پر­هزینه است. همچنین در صورت استفاده از نانو کاتالیزور تیتانیم دی­اکسید به شکل سوسپانسیون^[۶۸] کدورت محلول بالا خواهد بود و نور به قسمت­ های پایین نفوذ نخواهد کرد ]۱۰۶[. وجود موارد فوق کاربرد فرایند­های اکسایش فوتو­کاتالیزی را در مقیاس صنعتی محدود می­ کند .به منظور حل مشکلات مذکور در گسترش فرایند­های اکسایش فوتو­کاتالیزی در مقیاس صنعتی، نانو ذرات تیتانیم دی­اکسید بر روی بستر­های مناسب تثبیت می­شوند. موادی که به عنوان بستر مورد استفاده قرار می­گیرند باید از نظر شیمیایی غیر فعال باشند، از محیط آبی به سادگی قابل جداسازی باشند، قیمت آن‌ها مناسب بوده و قابلیت استفاده صنعتی داشته باشند ]۱۰۸و۱۰۷[.

۱-۱۱- نانو پوشش‌های هوشمند تصفیه کننده هوا

نانو پوشش‌های تصفیه کننده هوا بر روی سطوح خارجی ساختمان­ها و جاده­ها به ویژه در نقاط پر­تردد و دارای آلودگی بالا قابل استفاده هستند. به کار گیری این پوشش­ها یکی از راه­های کاهش خسارات ناشی از آلودگی هوا محسوب می­گردد .عامل تأثیر گذار مهم در عملکرد این دسته از پوشش ­های هوشمند، اکسید­های فلزی نیمه هادی و فوتو­کاتالیست­هایی نظیر CdS ,WO₃ ,TiO₂ و ZnO است که از میان آن‌ها استفاده از TiO₂ به دلیل پایداری شیمیایی بالا، سمیت پایین و ارزان بودن رایج­تر است.

۱-۱۱-۱- عملکرد نانو ذرات تیتانیوم دی­اکسید در پوشش ­های تصفیه کننده هوا

الکترون­ها و حفراتی که در نتیجه واکنش فوتو­کاتالیستی بر روی سطح نانو ذرات تیتانیوم دی­اکسید شکل می­گیرند می­توانند آب و اکسیژن موجود در محیط را به یون­های سوپر­اکسید و رادیکال­های آزاد هیدروکسیل تبدیل کنند. همچنین حفرات ایجاد شده، آلودگی­های آلی را اکسید کرده، به آب، CO₂ و سایر مواد آلی واسطه بی­خطر تبدیل می­ کنند. واکنش­های تولید الکترون و حفره بر روی سطح ذرات TiO₂ بر اثر تابش نور UV و به دنبال آن واکنش­های اکسایش و کاهش انجام می‌گیرد.

از آنجا که واکنش فوتو­کاتالیستی TiO₂ یک واکنش سطحی است، با کاهش اندازه ذرات، سطح مؤثر برای واکنش با آلودگی­های آلی و سایر آلودگی­ها نظیر گاز NO₂ و غیره افزایش یافته و به این ترتیب تخریب نوری بهتری صورت می­گیرد. محصول واکنش پس از بارش باران و یا شستشو با آب از سطح زدوده می­ شود. اگر­چه CO₂ تولید شده نیز جزء گاز­های گل خانه­ای محسوب می­گردد. درصد تولید این محصول جانبی در مقایسه با آنچه که منابع آلاینده تولید می­ کنند، بسیار ناچیز است. سرعت وقوع واکنش بستگی به شدت نور آفتاب، شرایط محیطی نظیر دما و رطوبت نسبی و میزان نانو ذرات TiO₂ در معرض نور و نیز میزان جذب NO_x محیط به وسیله پوشش دارد.

۱-۱۱-۲- نانو پوشش‌های هوشمند خود تمیز شونده

بروز تصادفات به علت عدم دید مناسب و کافی به خصوص در شرایط جوی نامساعد مانند باران و گرد و غبار، نیازمندی صنعت خودرو را به ایجاد شیشه‌ها و آینه‌های ضد لک در خودرو ایجاد کرده است. با ظهور فناوری نانو، روکش‌های مخصوص این امر برای به کارگیری در مورد خودروهای موجود و خودروهای در حال ساخت فراهم شده است. این نوع روکش روی شیشه خودرو­ها موجب دفع آب و ذرات گرد و غبار شده و به راحتی می‌توان سطح آن را تمیز کرد. علاوه بر این، پاک­سازی و تمیز کردن نمای ساختمان­ها، شیشه­ها و برخی دیگر از اجزای داخلی با صرف هزینه و وقت زیادی همراه است و استفاده از پوشش­هایی که زمینه ­های تمیز شدن خود به­خودی سطوح را فراهم آورند، بسیار مفید واقع می­ شود.

ا۱-۱۱-۳- پوشش ­های آب­گریز خود تمیز­شونده

اساس ویژگی آب گریزی یک سطح، ساز و ­کار اثری موسوم به لوتوس^[۶۹] در برگ گیاهان است. در این حالت آب به محض تماس با سطح به شکل قطرات کروی تجمع و از روی سطح لغزیده و ذرات آلودگی و خاک­ها را با خود از روی سطح می­زداید. میزان خیس شدن یک سطح جامد با آب در هوای محیط به چگونگی ارتباط میان کشش­های سطحی آب / هوا، جامد / آب و جامد / هوا بستگی دارد.

۱-۱۱-۴- پوشش ­های آب دوست خود تمیز شونده

برای ایجاد یک پوشش آب دوست با ساز و کار عمل نور آب دوستی یک لایه نازک از پوشش حاوی نانو اکسیدهای فلزی فوتو­کاتالیست یا سولفیدها ZnS)، CdS ، TiO₂، ZnO، Fe₂O₃ و (…بر روی سطح اعمال می­ شود. این سطح تحت تابش  UV خاصیت فوق آب دوستی پیدا می­ کند. در این حالت آب به محض تماس با سطح به صورت یک ورقه روی سطح پخش می­ شود. پس از انجام واکنش­های اکسایش و یا کاهش، آلودگی­های آلی، غیر آلی، باکتری­ ها و یا ویروس­ها تخریب می­گردند، سپس آب موجود بر روی سطح، مواد حاصل از تخریب را به راحتی می­زداید.

۱-۱۱-۵- نانو پوشش‌های هوشمند زیست فعال

نانو پوشش‌های ضد باکتری که کاربرد­های فراوانی در زمینه ­های بهداشتی و پزشکی دارند. از جمله نانو پوشش‌های هوشمندی هستند که از خواص فوتو­کاتالیستی نانو ذراتی نظیر TiO₂ در ساخت آن‌ها استفاده شده است. رادیکال­های هیدورکسیلی که در نتیجه جذب امواج UV بر روی سطح نانو ذرات TiO₂ تولید می­شوند می­توانند با تخریب غشای سلولی میکرو ارگانیسم‌ها به ساختار سیتوپلاسم آن آسیب جدی وارد کرده، نهایتاً موجب مرگ و تخریب آن گردند. میکروارگانیسم­های گوناگون در مقابل فعالیت فوتو­کاتالیستی TiO₂ از درجات حساسیت گوناگونی برخوردارند؛ به عنوان مثال ویروس­ها بیش از باکتری­ ها و باکتری­ ها بیش از هاگ­ها نسبت به خاصیت فوتو­کاتالیستی TiO₂ حساسیت نشان می­ دهند. تحقیقات ثابت کرده است که گند­زادیی با بهره گرفتن از نانو ذرات TiO₂، سه برابر کلراسیون و ۱/۵ برابر اوزوناسیون^[۷۰] مؤثر واقع می­ شود. مطابق آمار، خسارات اقتصادی ناشی از رسوب کپک، و جلبک­های دریایی بر روی کشتی­ها و سایر سازه­های دریایی، میلیارد­ها دلار در سال برآورد می­گردد که با کاربرد پوشش ­های نانو ساختار ضد­خزه می­توان به رفع این معضل کمک کرد.

۱-۱۲- مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود^[۷۱]

تشخیص اولیه اینکه آیا واکنش تجزیه در شرایط جذب سطحی رخ می­دهد، یا سطح نیمه هادی TiO₂ صرفاً یک گونه فعال(^•OH) به وجود می‌آورد که در داخل محلول واجذب شده و متعاقباً واکنش می­دهد، مهم می­باشد. در زیر تمایز بین دو احتمال سینتیکی لانگمویر- هینشل وود (L-H) مورد بررسی قرار می­گیرد ]۱۰۹[.

عملکرد L-H به عنوان یک مدل خوب برای تفسیر واکنش­های جامد- گاز شناخته شده است. در این مدل پوشش سطح^[۷۲] (ө) متناسب با غلظت اولیه ماده جذب شونده (C_o) می­باشد که به صورت زیر تعریف می­ شود:

(۱)

که در اینجاK ثابت تعادل جذب و واجذب می­باشد. سرعت واکنش L-H متناسب با ө بوده و برابر است با:

(۲)

که k_r ثابت سرعت واکنش می­باشد. اگر بین دو یا چند گونه برای جذب موقعیت­های فعال سطح رقابت صورت گیرد مدل سینیتیکی L-H به صورت زیر تغییر شکل می­یابد. در این رابطه i گونه جذب شونده، رقابت کننده می­باشد ]۱۱۰[.

(۳)

برای واکنش­هایی که در سطوح بین فازی جامد- مایع رخ می­دهد می­توان از مدل سینیتیکی اصلاح شده L-H استفاده نمود.

فرضیاتی که در این مدل اصلاح شده به کار گرفته شده است عبارتند از:

در حالت تعادل تعداد مراکز جذب شده سطح ثابت باقی می­ماند.

با هر مرکز فعال سطح فقط یک ماده پیوند برقرار می­ کند.

گرمای جذب شده به وسیله جذب ماده برای هر محل جذب برابر بوده و به پوشش سطح وابسته نیست.

در بین مولکول‌های جذب شده مجاور بر روی سطح هیچ برهم کنشی وجود ندارد.

سرعت جذب سطحی ماده از سرعت هر واکنش شیمیایی ثانویه بزرگ‌تر است.

محصولات به دست آمده هیچ پیوند غیر برگشت­پذیری با سطح برقرار نمی­کنند.

با توجه به این فرضیات و معادله ۱ پوشش سطح (ө) متناسب با غلظت اولیه ماده جذب شونده می­باشد:

(۴)

که K_s ضریب جذب حلال و C_s غلظت حلال می­باشد ]۱۰۹[. در این شرایط سرعت واکنش سطحی تک مولکولی^[۷۳] برای مدل سینیتیکی اصلاح شده لانگمویر- هینشل وود در رابطه با واکنش­های فوتو­کاتالیزوری جامد- مایع عبارت است از:

(۵)

در اینجا مقدار C_s تقریباً ثابت بوده و بنابراین داریم :

(۶)

که ثابت جذب K_A متناسب با ثابت تعادل جذب و واجذب (K) می­باشد. با قرار دادن معادله ۶ در معادله ۵ نتیجه خواهد شد:

(۷)

(۸)

با توجه به فرمول فوق‌الذکر اگر ۱/R را نسبت به ۱/C_o رسم کنیم خطی به دست می ­آید که ۱/k_r عرض از مبدأ و ۱/k_rK_A شیب آن خواهد بود و دقت خط اعتبار مدل سینیتیکی L-H را به همراه دارد.

۱-۱۲-۱- تبعیت مدل اصلاح شده لانگمویر- هینشل وود از سینیتیک درجه یک

دو حالت نهایی در تعریف پوشش سطح (ө) ذرات نیمه هادی مشخص می­باشد :

۱- هر دوی واکنشگر و حلال برای کسب موقعیت­های فعال رقابت می­ کنند.

۲- هر دوی واکنشگر و حلال بر روی سطح بدون رقابت برای کسب موقعیت­های فعال جذب می­شوند.

با توجه به مطالب گفته شده برای مدل L-H، سرعت واکنش سطحی تک مولکولی ® متناسب با (ө) می­باشد و در معادلات ۹ و۱۰ وقتی که واکنشگر نسبت به محصولات خیلی بیشتر جذب سطحی شده به ترتیب آمده است:

(۹)

(۱۰)

k_r ثابت سرعت واکنش، (ө) کسری از سطح پوشیده شده به وسیله واکنشگر، K ضریب جذب واکنشگر، C_o غلظت اولیه واکنشگر، k_s ضریب جذب حلال و C_sغلظت حلال می­باشد.

از آنجا که سطح TiO₂ هیدراته شده با گروه ­های هیدروکسیل و مولکول­های آب، پوشیده شده است و به دلیل اینکه هر دوی واکنشگر و مولکول­های آب بر روی نیمه هادی از طریق پیوند هیدروژنی می­توانند جذب سطحی شوند، رقابتشان برای کسب موقعیت­های فعال نمی­تواند قابل اغماض باشد. به علاوه برای مقادیر C_o > C_s و در صورت ثابت باقی ماندن C_s در همه غلظت­های واکنشگر، سطح TiO₂پوشیده شده به وسیله حلال تقریباً تغییری نمی­کند ]۱۱۰[.

(۱۱)

(۱۲)

آشکار است که معادلات ۱۱ و ۱۲ مجموع معادله سرعت درجه صفر و درجه یک هستند و سهم آن­ها برای واکنش کلی به غلظت اولیه C_o بستگی دارد. وقتی که C_o خیلی کوچک باشد معادلات ۱۱ و ۱۲ به معادله ۱۳ کاهش پیدا می‌کند:

Ln(C_ο/C_t) =kt

(۱۳)

بنابراین رسم نمودار Ln(C_ο/C_t) نسبت به زمان تابش باید یک خط مستقیم باشد که شیب خط برابر ثابت سرعت مشاهده شده (k) است.

فصل دوم

بخش تجربی

۲-۱- معرف­ها و مواد مورد استفاده

معرف­ها و مواد اولیه مورد استفاده شامل ردانین، نانو تیتانیوم دی‌اکسید (آناتاز)، نانو روی اکسید (ZnO) و آب مقطر دو بار تقطیر می­باشد. مواد دیگر مورد استفاده شامل، سدیم هیدروکسید (NaOH)، هیدروژن کلرید (HCl)، پتاسیم دی هیدروژن فسفات (KH₂PO₄)، پتاسیم منو هیدروژن فسفات (K₂HPO₄)، پتاسیم هیدروژن فتالات (KHP)، بوراکس (Na₂B₄O₇.10H₂O) می‌باشند (که بیشتر در ساخت محلول­های بافری با pH مشخص مورد استفاده قرار می­گیرند).

۲-۲- دستگاه­های مورد استفاده

۲-۲-۱- سانتریفوژ

برای جداسازی اکسید روی و تیتانیم دی اکسید از مخلوط ناهمگن (Heterogeneous) واکنش، در این تحقیق از دستگاه سانتریفوژ مدل ۳۰۱ sigma استفاده شد.

۲-۲-۲- pHمتر

برای اندازه ­گیری pH محلول‌های واکنش و همچنین کنترل دقیق pH بافر از دستگاه pH متر مدل ۶۰ F استفاده شد.

۲-۲-۳- طیف سنج ماورا بنفش- مرئی (UV-VIS)

طیف جذبی و همچنین جذب همه محلول­های استاندارد و محلول­های مورد اندازه ­گیری به وسیله دستگاه UV-VIS مدل JASCO V-570 اندازه ­گیری شد.

۲-۲-۴- دستگاه فوتو­شیمیایی

دستگاه فوتو­شیمیایی که در این تحقیق از آن استفاده شد دارای جعبه­ای به اضلاع ۷۵×۶۰×۹۰ سانتی­متر، یک لامپ ۴۰۰ وات پرفشار جیوه برای نوردهی در داخل، در پایین دو بشر دو لیتری وجود دارد که توسط دو راه ورودی و خروجی به حمام آب متصل شده است. سل­های فوتو­شیمیایی، در هنگام انجام آزمایش در داخل بشر­ها قرار می­گیرند و محلول­های واکنش با بهره گرفتن از مگنت و همزن مغناطیسی که در زیر بشر­ها قرار گرفته به هم زده می­ شود. در ته جعبه یک فن، جهت خنک کردن لامپ جیوه­ای نصب شده است. سل­های فوتو­شیمیایی مورد استفاده همان طوری که در شکل نشان داده شده است دارای دو قسمت هستند که به هم جوش خورده­اند قسمت بالا باریک و قطری به اندازه ۵/۱ سانتی متر و ارتفاع ۱۰ سانتی متر دارد و قسمت پایین هم که معمولاً در هنگام واکنش از نمونه پر می‌شود، قطری به اندازه ۲ سانتی متر و ارتفاع ۱۰ سانتی متر دارد.

در شکل ۲-۱ شمای کلی دستگاه فوتوشیمیایی مورد استفاده برای تخریب فوتوکاتالیزوری تعدادی از معرف‌های شیمیایی آلی نمایش داده شده است. قسمت‌های مختلف دستگاه عبارتند از:

1. سیلندر اکسیژن
2. منبع انرژی لامپ (ترانس تقویت کننده برق شهر)
3. لامپ ۴۰۰ وات پرفشار جیوه
4. محفظه فوتوشیمیایی همراه با ورقه­های آلومینیمی قرار گرفته بر روی جداره‌های داخلی آن به منظور انعکاس نور و در نتیجه رسیدن بیشتر نور به سل فوتوشیمیایی
5. دستگاه تهویه هوا
6. همزن مغناطیسی
7. بشر دو لیتری از جنس پیرکس
8. سل فوتوشیمیایی

شکل (۲-۳) شمای کلی دستگاه فوتوشیمیایی مورد استفاده

۲-۳- تهیه محلول ۲/۰ مولار اسید کلریدریک

۱۴/۴ میلی لیتر اسید کلریدریک غلیظ را توسط پیپت به بالن ژوژه ۲۵۰ میلی لیتری منتقل گردید و با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۴- تهیه محلول ۱/۰ مولار پتاسیم هیدروژن فتالات

۰۶/۵ گرم از پتاسیم هیدروژن فتالات را توزین کرده و در آب حل کرده و سپس به بالن ژوژه ۲۵۰ میلی لیتری منتقل کرده و با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۵- تهیه محلول ۱/۰ مولار سدیم هیدروکسید

۱ گرم، هیدروکسید سدیم خالص را توزین کرده و در آب حل کرده و سپس به بالن ژوژه ۲۵۰ میلی منتقل کرده و با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۶- تهیه محلول ۱/۰ مولار پتاسیم دی هیدروژن فسفات

۴۰/۳ گرم، پتاسیم دی هیدروژن فسفات خالص را توزین کرده و در آب حل کرده و سپس به بالن ژوژه ۲۵۰ میلی لیتری منتقل کرده و با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۷- تهیه محلول ۵/۰ مولار پتاسیم هیدروژن فسفات

۱۷/۲ گرم پتاسیم هیدروژن فسفات خالص را توزین کرده و در آب حل کرده و سپس به بالن ژوژه ۲۵۰ میلی لیتری منتقل کرده و با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۸- تهیه محلول ۰۲۵/۰ مولار بوراکس

۳۷/۲ گرم بوراکس خالص را توزین کرده و در آب حل کرده و سپس به بالن ژوژه ۲۵۰ میلی لیتری منتقل کرده و با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۹- تهیه محلول‌های بافر با pH های مختلف

۲-۹-۱- تهیه محلول با pH برابر ۱

۲۵ میلی لیتر محلول ۲/۰ مولار کلرید پتاسیم به ۶۷ میلی لیتر محلول ۲/۰ مولار اسید کلریدریک اضافه شد و در بالن ژوژه۱۰۰ میلی لیتری با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۹-۲- تهیه محلول با pH برابر ۲

۲۵ میلی لیتر محلول ۲/۰ مولار کلرید پتاسیم به ۵/۶ میلی لیتر محلول ۲/۰ مولار اسید کلریدریک اضافه شد و در بالن ژوژه ۱۰۰ میلی لیتری با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۹-۳- تهیه محلول با pH برابر ۳

۵۰ میلی لیتر محلول ۱/۰ مولار پتاسیم هیدروژن فتالات به ۳/۲۲ میلی لیتر محلول ۱/۰ مولار اسید کلریدریک اضافه شد و در بالن ژوژه ۱۰۰ میلی لیتر با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۹-۴- تهیه محلول با pH برابر ۴

۵۰ میلی لیتر محلول ۱/۰ مولار پتاسیم هیدروژن فتالات در بالن ژوژه ۱۰۰ میلی لیتری با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۹-۵- تهیه محلول با pH برابر ۵

۵۰ میلی لیتر محلول ۱/۰ مولار پتاسیم هیدروژن فتالات به ۶/۲۲ میلی لیتر محلول ۱/۰ مولار هیدروکسید سدیم اضافه شد در بالن ژوژه ۱۰۰ میلی لیتری با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۹-۶- تهیه محلول با pH برابر ۷

۵۰ میلی لیتر محلول ۱/۰ مولار پتاسیم دی هیدروژن فسفات به ۱/۲۹ میلی لیتر محلول ۱/۰ مولار هیدروکسید سدیم اضافه شده در بالن ژوژه ۱۰۰ میلی لیتری با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۹-۷- تهیه محلول با pH برابر ۸

۵۰ میلی لیتر محلول ۲۵ ۰/ ۰ مولار بوراکس به ۵/۲۰ میلی لیتر محلول ۱/۰ مولار اسید کلریدریک اضافه شده در بالن ژوژه ۱۰۰ میلی لیتری با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۹-۸- تهیه محلول با pH برابر ۹

۵۰ میلی لیتر محلول ۰۲۵/۰ مولار بوراکس به ۶/۴ میلی لیتر محلول ۱/۰ مولار اسید کلریدریک اضافه شده و در بالن ژوژه ۱۰۰ میلی لیتری با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۹-۹- تهیه محلول با pH برابر ۱۰

۵۰ میلی لیتر محلول ۰۲۵/۰ مولار بوراکس به ۳/۱۸ میلی لیتر محلول ۱/۰ مولار هیدروکسید سدیم اضافه شده و در بالن ژوژه ۱۰۰ میلی لیتری با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۹-۱۰- تهیه محلول با pHبرابر ۱۱

۵۰ میلی لیتر محلول ۰۵/۰ مولار پتاسیم منو هیدروژن فسفات به ۱/۴ میلی لیتر محلول ۱/۰ مولار هیدروکسید سدیم اضافه شده و در بالن ژوژه ۱۰۰ میلی لیتری با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۹-۱۱- تهیه محلول با pH برابر۱۲

۵۰ میلی لیتر محلول ۰۵/۰ مولار پتاسیم منو هیدروژن فسفات به ۹/۲۶ میلی لیتر محلول ۱/۰ مولار هیدروکسید سدیم اضافه شده و در بالن ژوژه ۱۰۰ میلی لیتری با آب دو بار تقطیر به حجم رسانده شد.

۲-۱۰- اندازه گیری کمی غلظت معرف شیمیایی آلی

برای اندازه گیری کمی میزان معرف شیمیایی آلی باقی مانده در محلول، از نمودارهای استاندارد رسم شده برای هر ماده در pHهای مختلف استفاده شد. طول موج مورد استفاده برای خواندن جذب هر یک از محلول‌ها با توجه به طیف جذبی هر یک از مواد در pHمورد مطالعه انتخاب گردید (جدول و نمودارهای ۳-۱ تا ۳-۵).

برای هر نمونه پس از انجام هر واکنش فوتو­شیمیایی، جذب محلول باقی مانده در طول موج مربوط به نمونه در pHمورد مطالعه ثبت شد وبا استفاده از نمودار استاندارد معرف در همان pH، غلظت محلول باقی­مانده به دست آمد. البته برای دقت بیشتر در به دست آوردن جذب، هر نمونه چندین بار سانتریفیوژ گردید.

۲-۱۱- بررسی نوع فوتوکاتالیزور و به دست آوردن بهترین فوتوکاتالیزور برای تخریب فوتوشیمیایی معرف شیمیایی آلی

نانو روی اکسید و نانو تیتانیم دی­اکسید (آناتاز)، به عنوان فوتوکاتالیزور برای تخریب معرف شیمیایی آلی مورد نظر (ردانین) به کار برده شدند. در شرایط یکسان مشخص شد که برای تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین، نانو روی اکسید (ZnO) فوتوکاتالیزور بهتری نسبت به نانوتیتانیم دی­اکسید (آناتاز) است. به همین خاطر تخریب فوتوشیمایی ردانین را برای هر دو فوتوکاتالیزور انجام داده و نتایج را مورد بررسی و مقایسه قرار دادیم.

۲-۱۲- بهینه کردن پارامتر­های موثر بر واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین

۲-۱۲-۱- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز)

۲-۱۲-۱-۱- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با pH برابر ۹

برای این منظور مقادیری معین (به ترتیب ۰، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰ و ۲۵ میلی گرم) از فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) را وزن کرده، در ۶ سل ساخته شده قرار داده و روی هر کدام از آن‌ها ml 25 محلول ppm30 ردانین با ۹=pH اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) به مدت h1 در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. سپس سل‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ، فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی‌مانده اندازه ­گیری شدند. مشخص شد که بیشترین (بهترین) تخریب مربوط به سلی است که حاوی mg10 از نانو تیتانیوم دی­اکسید می‌باشد. این مقدار از نانو تیتانیوم دی­اکسید به عنوان مقدار بهینه فوتوکاتالیزور برای ۹=pH در نظر گرفته شد.

۲-۱۲-۱-۲- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با pH برابر ۱۰

برای این منظور مقادیری معین (به ترتیب ۰، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰ و ۲۵ میلی گرم) از فوتوکاتالیزور نانو

تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) را وزن کرده و در ۶ سل ساخته شده قرار داده و روی هر کدام از آن‌ها، ml 25 محلول ppm30 ردانین با ۱۰=pH اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) به مدت h1 در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. سپس سل‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی‌مانده اندازه ­گیری‌ شدند. مشخص شد که بیشترین (بهترین) تخریب مربوط به سلی است که حاوی mg20 از نانو تیتانیوم دی­اکسید می‌باشد. این مقدار از نانو تیتانیوم دی­اکسید به عنوان مقدار بهینه فوتوکاتالیزور برای ۱۰=pH در نظر گرفته شد.

۲-۱۲-۱-۳- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با pH برابر ۱۱

برای این منظور مقادیری معین (به ترتیب ۰، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰ و ۲۵ میلی گرم) از فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) را وزن کرده و در ۶ سل ساخته شده قرار داده و روی هر کدام از آن‌ها، ml 25 محلول ppm30 ردانین با ۱۱=pH اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) به مدت h1 در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. سپس سل‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی‌مانده اندازه ­گیری شدند. مشخص شد که بیشترین (بهترین) تخریب مربوط به سلی است که حاوی mg15 از نانو تیتانیوم دی­اکسید می‌باشد. این مقدار از نانو تیتانیوم دی­اکسید به عنوان مقدار بهینه فوتوکاتالیزور برای ۱۱=pH در نظر گرفته شد.

۲-۱۲-۱-۴- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با pH برابر ۱۲

برای این منظور مقادیری معین (به ترتیب ۰، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰ و ۲۵ میلی گرم) از فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) را وزن کرده و در ۶ سل ساخته شده قرار داده و روی هر کدام از آن‌ها، ml 25 محلول ppm30 ردانین با ۱۲=pH اضافه شد. سل‌های موجود را (به همراه مگنت و پمپ هوا) به مدت h1 در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. سپس سل‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی‌مانده اندازه ­گیری شدند. مشخص شد که بیشترین (بهترین) تخریب مربوط به سلی است که حاوی mg20 از نانو تیتانیوم دی­اکسید می‌باشد. این مقدار از نانو تیتانیوم دی­اکسید به عنوان مقدار بهینه فوتوکاتالیزور برای ۱۲=pH در نظر گرفته شد.

۲-۱۲-۱-۵- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با pH برابر ۱۳

برای این منظور مقادیری معین (به ترتیب ۰، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵ و ۳۰ میلی گرم) از فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) را وزن کرده و در ۷ سل ساخته شده قرار داده و روی هر کدام از آن‌ها، ml25 محلول ppm30 ردانین با ۱۳=pH اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) به مدت h1 در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. سپس سل‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی‌مانده اندازه ­گیری شدند. مشخص شد که بیشترین (بهترین) تخریب مربوط به سلی است که حاوی mg25 از نانو تیتانیوم دی­اکسید می‌باشد. این مقدار از نانو تیتانیوم دی­اکسید به عنوان مقدار بهینه فوتوکاتالیزور برای ۱۳=pH در نظر گرفته شد.

۲-۱۲-۲- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO)

۲-۱۲-۲-۱- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با pH برابر ۹

برای این منظور مقادیری معین (به ترتیب ۰، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵، ۳۰ و ۳۵ میلی گرم) از فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) را وزن کرده و در ۸ سل ساخته شده قرار داده و روی هر کدام از آن‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با ۹=pH اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) به مدت h1در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. سپس سل‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی‌مانده اندازه گیری شدند. مشخص شد که بیشترین (بهترین) تخریب مربوط به سلی است که حاوی mg30 از نانو روی اکسید می‌باشد. این مقدار از نانو روی اکسید به عنوان مقدار بهینه فوتوکاتالیزور برای ۹=pH در نظر گرفته شد.

۲-۱۲-۲-۲- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با pH برابر ۱۰

برای این منظور مقادیری معین (به ترتیب ۰، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵، ۳۰ و ۳۵ میلی گرم) از فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) را وزن کرده و در ۸ سل ساخته شده قرار داده و روی هر کدام از آن‌ها ml 25 محلول ppm30 ردانین با ۱۰=pH اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) به مدت h1 در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. سپس سل‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی‌مانده اندازه ­گیری شدند. مشخص شد که بیشترین (­بهترین­) تخریب مربوط به سلی است که حاوی mg25 از نانو روی اکسید می‌باشد. این مقدار از نانو روی اکسید به عنوان مقدار بهینه فوتوکاتالیزور برای۱۰=pH در نظر گرفته شد.

۲-۱۲-۲-۳- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با pH برابر ۱۲

برای این منظور مقادیری معین (به ترتیب ۰، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵، ۳۰ و ۳۵ میلی گرم) از فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) را وزن کرده و در ۸ سل ساخته شده قرار داده و روی هر کدام از آن‌ها ml 25 محلول ppm30 ردانین با ۱۲=pH اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) به مدت h1 در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. سپس سل‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی‌مانده اندازه ­گیری شدند. مشخص شد که بیشترین (بهترین) تخریب مربوط به سلی است که حاوی mg30 از نانو روی اکسید می‌باشد. این مقدار از نانو روی اکسید به عنوان مقدار بهینه فوتوکاتالیزور برای ۱۲=pH در نظر گرفته شد.

۲-۱۲-۲-۴- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با pH برابر ۱۳

برای این منظور مقادیری معین (به ترتیب ۰، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵ و ۳۰ میلی گرم) از فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) را وزن کرده و در ۷ سل ساخته شده قرار داده و روی هر کدام از آن‌ها ml 25 محلول ppm30 ردانین با ۱۳=pH اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) به مدت h1 در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. سپس سل‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی‌مانده اندازه ­گیری شدند. مشخص شد که بیشترین (بهترین) تخریب مربوط به سلی است که حاوی mg25 از نانو روی اکسید می‌باشد. این مقدار از نانو روی اکسید به عنوان مقدار بهینه فوتوکاتالیزور برای ۱۳=pH در نظر گرفته شد.

۲-۱۲-۳- بررسی اثر مدت زمان تابش نور

۲-۱۲-۳-۱- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) در محلول بافری با pH برابر ۹

برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۹ ریخته و به آن مقدار mg10 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را پس از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۱، ۳، ۴، ۵، ۶، ۷، ۸ و۹ ساعت) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. مدت زمان h9 را که در آن ردانین به طور کامل تخریب و به محلولی کاملاً بی­رنگ تبدیل می‌شود را به عنوان زمان بهینه در نظر می‌گیرند.

۲-۱۲-۳-۲- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) در محلول بافری با pH برابر ۱۰

برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۱۰ ریخته و به آن مقدار mg20 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۱، ۲، ۳، ۴، ۵، ۶، ۷، ۸ و ۹ ساعت) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. مدت زمان h9 را که در آن ردانین به طور کامل تخریب و به محلولی کاملاً بی­رنگ تبدیل می‌شود را به عنوان زمان بهینه در نظر می‌گیرند.

۲-۱۲-۳-۳- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) در محلول بافری با pH برابر ۱۱

برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۱۱ ریخته و به آن مقدار mg15 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید ( آناتاز) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۱، ۴، ۷، ۹، ۱۱، ۱۲، ۱۳، ۱۴ و ۱۵ ساعت) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. مدت زمان h15 را که در آن ردانین به طور کامل تخریب و به محلولی کاملاً بی­رنگ تبدیل می‌شود را به عنوان زمان بهینه در نظر می‌گیرند.

۲-۱۲-۳-۴- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) در محلول بافری با pH برابر ۱۲

برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۱۲ ریخته و به آن مقدار mg20 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۱، ۲، ۳، ۴، ۵، ۶، ۷، ۸، ۹ و ۱۰ساعت) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. مدت زمان h10 را که در آن ردانین به طور کامل تخریب و به محلولی کاملاً بی­رنگ تبدیل می‌شود را به عنوان زمان بهینه در نظر می‌گیرند.

۲-۱۲-۳-۵- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) در محلول بافری با pH برابر ۱۳

برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۱۳ ریخته و به آن مقدار mg25 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۵/۰، ۱، ۵/۱، ۲، ۵/۲، ۳ و ۵/۳ ساعت) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. مدت زمان h5/3 را که در آن ردانین به طور کامل تخریب و به محلولی کاملاً بی­رنگ تبدیل می‌شود را به عنوان زمان بهینه در نظر می‌گیرند.

۲-۱۲-۴-۱- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو روی اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۹

برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۹ ریخته و به آن مقدار mg30 فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۳۰، ۶۰، ۹۰، ۱۲۰، ۱۵۰ و۱۸۰ دقیقه) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. مدت زمان min 180 را که در آن ردانین به طور کامل تخریب و به محلولی کاملاً بی­رنگ تبدیل می‌شود را به عنوان زمان بهینه در نظر می‌گیرند.

۲-۱۲-۴-۲- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو روی اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۱۰

برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۱۰ ریخته و به آن مقدار mg25 فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۱۵، ۳۰، ۴۵، ۶۰، ۷۵، ۹۰، ۱۰۵ و ۱۲۰ دقیقه) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. مدت زمانmin 120 را که در آن ردانین به طور کامل تخریب و به محلولی کاملاً بی­رنگ تبدیل می‌شود را به عنوان زمان بهینه در نظر می‌گیرند.

۲-۱۲-۴-۳ - بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو روی اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۱۲

برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر ۱۲ ریخته و به آن مقدار mg30 فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۳۰، ۶۰، ۷۵ ،۹۰، ۱۰۵، ۱۲۰، ۱۳۵ و۱۵۰ دقیقه) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. مدت زمان min 150 را که در آن ردانین به طور کامل تخریب و به محلولی کاملاً بی­رنگ تبدیل می‌شود را به عنوان زمان بهینه در نظر می‌گیرند.

۲-۱۲-۴-۴ - بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو روی اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۱۳

برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر ۱۳ ریخته و به آن مقدار mg25 فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۱۵، ۳۰، ۴۵، ۶۰، ۷۵، ۹۰، ۱۰۵ و ۱۲۰ دقیقه) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. مدت زمانmin 120 را که در آن ردانین به طور کامل تخریب و به محلولی کاملاً بی­رنگ تبدیل می‌شود را به عنوان زمان بهینه در نظر می‌گیرند.

۲-۱۲-۵- بررسی اثر pH محیط واکنش

۲-۱۲-۵-۱- بررسی اثر pHبر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی وقتی از نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) به عنوان فوتوکاتالیزور استفاده می‌شود

برای هر pH مشخص ml 25 محلول ppm30 ردانین آماده شد و همراه با مقدار فوتوکاتالیزور بهینه مربوط به هر pH محلول‌ها را در درون سل‌های جداگانه قرار گرفتند. پس از افزودن مگنت و پمپ هوا، سل‌ها به مدت h1 در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور را از محتوای سل‌ها جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت با مقایسه جذب محلول باقی­مانده و محلول اولیه، درصد پیشرفت واکنش (درصد تخریب ماده رنگی ردانین) محاسبه شد.

۲-۱۲-۵-۲-بررسی اثر pHبر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی وقتی از نانو روی اکسید (ZnO) به عنوان فوتوکاتالیزور استفاده می‌شود

برای هر pH مشخص ml 25 محلول ppm30 ردانین آماده شد و همراه با مقدار فوتوکاتالیزور بهینه مربوط به هر pH، محلول‌ها درون سل‌های جداگانه قرار داده شد. پس از افزودن مگنت و پمپ هوا، سل‌ها به مدت min60 در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور را از محتوای سل‌ها جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت با مقایسه جذب محلول باقی­مانده و محلول اولیه، درصد پیشرفت واکنش (درصد تخریب ماده رنگی ردانین) محاسبه شد.

۲-۱۳- بررسی سینتیک واکنش فوتوشیمیایی ردانین

۲-۱۳-۱- تعیین درجه واکنش فوتوشیمیایی هنگام استفاده از فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز)

۲-۱۳-۱-۱- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین درpH برابر ۹

برای بررسی سنتیک واکنش تخریب فوتوشیمیایی، نمودار Ln(C_ο/C_t) نسبت به زمان تابش نور مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۹ ریخته و به آن مقدار mg10 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۱، ۳، ۴، ۵، ۶، ۷، ۸ و۹ ساعت) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت با محاسبه Ln(C_ο/C_t) و رسم نمودار بر حسب زمان، که نموداری خطی را نتیجه می‌دهد می‌توان به مرتبه یک بودن سنتیک واکنش در ۹=pH پی برد.

۲-۱۳-۱-۲- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۰

برای بررسی سنتیک واکنش تخریب فوتوشیمیایی نمودار Ln(C_ο/C_t) را نسبت به زمان تابش نور مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۱۰ ریخته و به آن مقدار mg20 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۱، ۲، ۳، ۴، ۵، ۶، ۷، ۸ و ۹ ساعت) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت با محاسبه Ln(C_ο/C_t) و رسم نمودار بر حسب زمان، که نموداری خطی را نتیجه می‌دهد می‌توان به مرتبه یک بودن سنتیک واکنش در ۱۰=pH پی برد.

۲-۱۳-۱-۳- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین درpH برابر ۱۱

برای بررسی سنتیک واکنش تخریب فوتوشیمیایی نمودار Ln(C_ο/C_t)را نسبت به زمان تابش نور مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۱۱ ریخته و به آن مقدار mg15 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۱، ۴، ۷، ۹، ۱۱، ۱۲، ۱۳، ۱۴ و ۱۵ ساعت) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت با محاسبه Ln(C_ο/C_t) و رسم نمودار بر حسب زمان، که نموداری خطی را نتیجه می‌دهد می‌توان به مرتبه یک بودن سنتیک واکنش در ۱۱=pH پی برد.

۲-۱۳-۱-۴- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین درpH برابر ۱۲

برای بررسی سنتیک واکنش تخریب فوتوشیمیایی نمودار Ln(C_ο/C_t) را نسبت به زمان تابش نور مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۱۲ ریخته و به آن مقدار mg20 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۱، ۲، ۳، ۴، ۵، ۶، ۷، ۸، ۹ و۱۰ساعت) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت با محاسبه Ln(C_ο/C_t) و رسم نمودار بر حسب زمان، که نموداری خطی را نتیجه می‌دهد می‌توان به مرتبه یک بودن سنتیک واکنش در ۱۲=pH پی برد.

۲-۱۳-۱-۵- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین درpH برابر ۱۳

برای بررسی سنتیک واکنش تخریب فوتوشیمیایی نمودار Ln(C_ο/C_t) را نسبت به زمان تابش نور مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۱۳ ریخته و به آن مقدار mg25 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۵/۰، ۱، ۵/۱، ۲، ۵/۲، ۳ و ۵/۳ ساعت) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت با محاسبه Ln(C_ο/C_t) و رسم نمودار بر حسب زمان، که نموداری خطی را نتیجه می‌دهد می‌توان به مرتبه یک بودن سنتیک واکنش در ۱۳=pH پی برد.

۲-۱۳-۲- تعیین درجه واکنش فوتوشیمیایی هنگام استفاده از فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO)

۲-۱۳-۲-۱- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۹

برای بررسی سنتیک واکنش تخریب فوتوشیمیایی نمودار Ln(C_ο/C_t) را نسبت به زمان تابش نور مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۹ ریخته و به آن مقدار mg30 فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۳۰، ۶۰، ۹۰، ۱۲۰، ۱۵۰ و ۱۸۰ دقیقه) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت با محاسبه Ln(C_ο/C_t) و رسم نمودار بر حسب زمان، که نموداری خطی را نتیجه می‌دهد می‌توان به مرتبه یک بودن سنتیک واکنش در ۹=pH پی برد.

۲-۱۳-۲-۲- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر۱۰

برای بررسی سنتیک واکنش تخریب فوتوشیمیایی نمودار Ln(C_ο/C_t) را نسبت به زمان تابش نور مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۱۰ ریخته و به آن مقدار mg25 فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۱۵، ۳۰، ۴۵، ۶۰، ۷۵، ۹۰، ۱۰۵ و ۱۲۰ دقیقه) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت با محاسبه Ln(C_ο/C_t) و رسم نمودار بر حسب زمان، که نموداری خطی را نتیجه می‌دهد می‌توان به مرتبه یک بودن سنتیک واکنش در ۱۰=pH پی برد.

۲-۱۳-۲-۳- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۲

برای بررسی سنتیک واکنش تخریب فوتوشیمیایی نمودار Ln(C_ο/C_t) را نسبت به زمان تابش نور مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر ۱۲ ریخته و به آن مقدار mg30 فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۳۰، ۶۰، ۷۵، ۹۰، ۱۰۵، ۱۲۰، ۱۳۵ و۱۵۰ دقیقه) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت با محاسبه Ln(C_ο/C_t) و رسم نمودار بر حسب زمان، که نموداری خطی را نتیجه می‌دهد می‌توان به مرتبه یک بودن سنتیک واکنش در ۱۲=pH پی برد.

۲-۱۳-۲-۴- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۳

برای بررسی سنتیک واکنش تخریب فوتوشیمیایی نمودار Ln(C_ο/C_t) را نسبت به زمان تابش نور مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور درون هر یک از سل‌ها ml25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر ۱۳ ریخته و به آن مقدار mg25 فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) اضافه شد. سل‌های موجود (به همراه مگنت و پمپ هوا) در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. هر یک از سل‌ها را بعد از گذشت مدت زمانی مشخص (به ترتیب ۰، ۱۵، ۳۰، ۴۵، ۶۰، ۷۵، ۹۰، ۱۰۵ و ۱۲۰ دقیقه) بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت با محاسبه Ln(C_ο/C_t) و رسم نمودار بر حسب زمان، که نموداری خطی را نتیجه می‌دهد می‌توان به مرتبه یک بودن سنتیک واکنش در ۱۳=pH پی برد.

۲-۱۴-۱- بررسی مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود وقتی از نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) به عنوان فوتوکاتالیزور استفاده می‌شود.

۲-۱۴-۱-۱- ردانین در pH برابر ۹

ml 25 محلول ردانین با pH برابر ۹ را در چهار غلظت مختلف (به ترتیب ۵/۷، ۱۵، ۵/۲۲ و ۳۰ میلی گرم بر لیتر) تهیه کرده و به همراه mg10 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) در چهار سل جداگانه ریخته شد. پس از افزودن مگنت و پمپ هوا، سل‌ها در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. پس از گذشت h1 آن‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور را از محتوای سل‌ها جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت اختلاف غلظت محلول باقی­مانده و محلول اولیه محاسبه و با توجه به مدت زمان واکنش (۱h)، سرعت واکنش در هر کدام از غلظت‌ها به دست آمد. از رسم نمودار معکوس سرعت (۱/R) نسبت به معکوس غلظت اولیه (۱/C_ο)، ثابت‌های سرعت برای ۹=pH به دست آمدند.

۲-۱۴-۱-۲- ردانین در pH برابر ۱۰

ml 25 محلول ردانین با pH برابر ۱۰ را در چهار غلظت مختلف (به ترتیب ۵/۷، ۱۵، ۵/۲۲ و ۳۰ میلی گرم بر لیتر) تهیه کرده و به همراه mg20 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) در چهار سل جداگانه ریخته شد. پس از افزودن مگنت و پمپ هوا، سل‌ها در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. پس از گذشت ۱h آن‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور را از محتوای سل‌ها جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت اختلاف غلظت محلول باقی­مانده و محلول اولیه محاسبه و با توجه به مدت زمان واکنش (۱h)، سرعت واکنش در هر کدام از غلظت‌ها به دست آمد. از رسم نمودار معکوس سرعت (۱/R) نسبت به معکوس غلظت اولیه (۱/C_ο)، ثابت‌های سرعت برای ۱۰=pH به دست آمدند.

۲-۱۴-۱-۳- ردانین در pH برابر ۱۱

ml 25 محلول ردانین با pH برابر ۱۱ را در چهار غلظت مختلف (به ترتیب ۵/۷، ۱۵، ۵/۲۲ و ۳۰ میلی گرم بر لیتر) تهیه کرده و به همراه mg15 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) در چهار سل جداگانه ریخته شد. پس از افزودن مگنت و پمپ هوا، سل‌ها در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. پس از گذشت ۱h آن‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور را از محتوای سل‌ها جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی مانده اندازه گیری شدند. در نهایت اختلاف غلظت محلول باقی مانده و محلول اولیه محاسبه و با توجه به مدت زمان واکنش (۱h)، سرعت واکنش در هر کدام از غلظت‌ها به دست آمد. از رسم نمودار معکوس سرعت (۱/R) نسبت به معکوس غلظت اولیه (۱/C_ο)، ثابت‌های سرعت برای ۱۱=pH بدست آمدند.

۲-۱۴-۱-۴-ردانین در pH برابر ۱۲

ml 25 محلول ردانین با pH برابر ۱۲ را در چهار غلظت مختلف (به ترتیب ۵/۷، ۱۵، ۵/۲۲ و ۳۰ میلی گرم بر لیتر) تهیه کرده و به همراه mg20 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) در چهار سل جداگانه ریخته شد. پس از افزودن مگنت و پمپ هوا، سل‌ها در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. پس از گذشت ۱h آن‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور را از محتوای سل‌ها جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت اختلاف غلظت محلول باقی مانده و محلول اولیه محاسبه و با توجه به مدت زمان واکنش (۱h)، سرعت واکنش در هر کدام از غلظت‌ها به دست آمد. از رسم نمودار معکوس سرعت (۱/R) نسبت به معکوس غلظت اولیه (۱/C_ο)، ثابت‌های سرعت برای ۱۲=pH به دست آمدند.

۲-۱۴-۱-۵-ردانین در pH برابر ۱۳

ml 25 محلول ردانین با pH برابر ۱۳ را در چهار غلظت مختلف (به ترتیب ۵/۷، ۱۵، ۵/۲۲ و ۳۰ میلی گرم بر لیتر) تهیه کرده و به همراه mg25 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی­اکسید (آناتاز) در چهار سل جداگانه ریخته شد. پس از افزودن مگنت و پمپ هوا، سل‌ها در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. پس از گذشت ۱h آن‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور را از محتوای سل‌ها جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت اختلاف غلظت محلول باقی­مانده و محلول اولیه محاسبه و با توجه به مدت زمان واکنش (۱h)، سرعت واکنش در هر کدام از غلظت‌ها به دست آمد. از رسم نمودار معکوس سرعت (۱/R) نسبت به معکوس غلظت اولیه (۱/C_ο)، ثابت‌های سرعت برای ۱۳=pH به دست آمدند.

۲-۱۴-۲ -بررسی مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود وقتی از نانو روی اکسید (ZnO) به عنوان فوتوکاتالیزور استفاده می‌شود.

۲-۱۴-۲-۱- ردانین در pH برابر ۹

ml 25 محلول ردانین با pH برابر ۹ را در چهار غلظت مختلف (به ترتیب ۵/۷، ۱۵، ۵/۲۲ و ۳۰ میلی گرم بر لیتر) تهیه کرده و به همراه mg30 فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در چهار سل جداگانه ریخته شد. پس از افزودن مگنت و پمپ هوا، سل‌ها در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. پس از گذشت min60 آن‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور را از محتوای سل‌ها جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت اختلاف غلظت محلول باقی­مانده و محلول اولیه محاسبه و با توجه به مدت زمان واکنش (min60)، سرعت واکنش در هر کدام از غلظت‌ها به دست آمد. از رسم نمودار معکوس سرعت (۱/R) نسبت به معکوس غلظت اولیه (۱/C_ο)، ثابت‌های سرعت برای ۹=pH به دست آمدند.

۲-۱۴-۲-۲- ردانین در pH برابر ۱۰

ml 25 محلول ردانین با pH برابر ۱۰ را در چهار غلظت مختلف (به ترتیب ۵/۷، ۱۵، ۵/۲۲ و ۳۰ میلی گرم بر لیتر) تهیه کرده و به همراه mg25 فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در چهار سل جداگانه ریخته شد. پس از افزودن مگنت و پمپ هوا، سل‌ها در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. پس از گذشت min60 سل‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور را از محتوای سل‌ها جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت اختلاف غلظت محلول باقی­مانده و محلول اولیه محاسبه و با توجه به مدت زمان واکنش (min60)، سرعت واکنش در هر کدام از غلظت‌ها به دست آمد. از رسم نمودار معکوس سرعت (۱/R) نسبت به معکوس غلظت اولیه (۱/C_ο)، ثابت‌های سرعت برای۱۰=pH به دست آمدند.

۲-۱۴-۳-۲-ردانین در pH برابر ۱۲

ml 25 محلول ردانین با pH برابر ۱۲ را در چهار غلظت مختلف (به ترتیب ۵/۷، ۱۵، ۵/۲۲ و ۳۰ میلی گرم بر لیتر) تهیه کرده و به همراه mg30 فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در چهار سل جداگانه ریخته شد. پس از افزودن مگنت و پمپ هوا، سل‌ها در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. پس از گذشت min60 سل‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور را از محتوای سل‌ها جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی مانده اندازه گیری شدند. در نهایت اختلاف غلظت محلول باقی مانده و محلول اولیه محاسبه و با توجه به مدت زمان واکنش (min60)، سرعت واکنش در هر کدام از غلظت‌ها به دست آمد. از رسم نمودار معکوس سرعت (۱/R) نسبت به معکوس غلظت اولیه (۱/C_ο)، ثابت‌های سرعت برای ۱۲=pH به دست آمدند.

۲-۱۴-۴-۲- ردانین در pH برابر ۱۳

ml 25 محلول ردانین با pH برابر ۱۳ را در چهار غلظت مختلف (به ترتیب ۵/۷، ۱۵، ۵/۲۲ و ۳۰ میلی گرم بر لیتر) تهیه کرده و به همراه mg25 فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در چهار سل جداگانه ریخته شد. پس از افزودن مگنت و پمپ هوا، سل‌ها در مجاورت لامپ UV قرار گرفتند. پس از گذشت min60 سل‌ها را بیرون آورده و با بهره گرفتن از سانتریفیوژ فوتوکاتالیزور را از محتوای سل‌ها جدا و جذب محلول‌ها برای به دست آوردن غلظت ردانین باقی­مانده اندازه ­گیری شدند. در نهایت اختلاف غلظت محلول باقی­مانده و محلول اولیه محاسبه و با توجه به مدت زمان واکنش (min60)، سرعت واکنش در هر کدام از غلظت‌ها به دست آمد. از رسم نمودار معکوس سرعت (۱/R) نسبت به معکوس غلظت اولیه (۱/C_ο)، ثابت‌های سرعت برای ۱۳=pH به دست آمدند.

فصل سوم

بحث و نتیجه ­گیری

۳-۱- رسم منحنی استاندارد معرف آلی مورد نظر جهت اندازه گیری‌های کمی

۳-۱-۱- رسم منحنی‌های استاندارد ردانین در pH­های مختلف

در واکنش‌های مربوط به تخریب فوتوشیمیایی، جذب محلول‌های اولیه و باقی مانده با بهره گرفتن از دستگاه طیف سنج ماوراء بنفش- مرئی (uv-vis) به دست می‌آید. برای تبدیل این جذب‌ها به غلظت، باید ضریب جذب مولی () محلول‌ها در طول موج مربوطه مشخص باشد. رسم منحنی‌های استاندارد به منظور پیدا کردن ضریب جذب مولی مربوط به محلول حاوی معرف آلی مورد نظر، در هر یک از pH­ها انجام می‌گیرد. به همین خاطر برای هر یک از pH­ها به طور جداگانه محلول‌هایی با غلظت‌های مشخص ساخته شدند. برای اینکه از قانون بیر­ _­لامبر تخطی نشود تا جایی که ممکن است محلول‌ها در غلظت‌های پایین تهیه شدند. از رسم نمودار مربوط به جذب این محلول‌ها نسبت به غلظت (ppm)، خطی راست با شیب برابر با ضریب جذب مولی () محلول در pH مربوطه به دست می‌آید.

جدول۳ -۱- جذب محلول‌های استاندارد ردانین با pHبرابر ۹ در طول موج ۴۵۵ نانومتر

۶	۶	۴	۳	۲	۱	ردیف
۲۵	۲۰	۱۵	۱۰	۵	۰	غلطت (ppm)
۳۷۱/۲	۹۸۴/۱	۴۸۶/۱	۹۳۱/۰	۴۴۶/۰	۰	جذب

جدول ۳-۲- جذب محلول‌های استاندارد ردانین با pH برابر ۱۰ در طول موج ۴۵۵ نانومتر

۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۳۰	۲۵	۲۰	۱۵	۱۰	۵	۰	غلطت (ppm)
۳۸۷/۳	۷۹۴/۲	۳۳۸/۲	۷۱۹/۱	۰۹۸/۱	۵۰۴/۰	۰	جذب

جدول ۳-۳- جذب محلول‌های استاندارد ردانین باpH برابر ۱۱ در طول موج ۴۵۵ نانومتر

۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۳۰	۲۵	۲۰	۱۵	۱۰	۵	۰	غلطت (ppm)
۸۹۸/۳	۱۶۳/۳	۶۱۸/۲	۱۲۹/۲	۴۲۵/۱	۷۹۶/۰	۰	جذب

جدول ۳-۴- جذب محلول‌های استاندارد ردانین با pH برابر ۱۲ در طول موج ۴۵۵ نانومتر

۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۳۰	۲۵	۲۰	۱۵	۱۰	۵	۰	غلطت (ppm)
۴۷۴/۳	۷۹۱/۲	۳۳/۲	۸۹۷/۱	۲۲۷/۱	۶۲۴/۰	۰	جذب

جدول ۳-۵- جذب محلول‌های استاندارد ردانین با pH برابر ۱۳ در طول موج ۴۵۵ نانومتر

۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۳۰	۲۵	۲۰	۱۵	۱۰	۵	۰	غلطت (ppm)
۴۳/۱	۳۵/۱	۹۲۸/۰	۶۸۱/۰	۴۴۲/۰	۲/۰	۰	جذب

نمودار۳-۱- منحنی محلول‌های استاندارد ردانین با pH برابر ۹ در طول موج ۴۵۵ نانومتر (۹۹۸/۰( r=

نمودار۳-۲- منحنی محلول‌های استاندارد ردانین با pH برابر ۱۰ در طول موج ۴۵۵ نانومتر

(۹۹۸/۰ = r)

نمودار۳-۳- منحنی محلول‌های استاندارد ردانین با pH برابر ۱۱ در طول موج ۴۵۵ نانومتر

(۹۹۶/۰ = r)

نمودار۳-۴- منحنی محلول‌های استاندارد ردانین با pH برابر ۱۲ در طول موج ۴۵۵ نانومتر (۹۹۶/۰r=)

نمودار۳-۵-منحنی محلول‌های استاندارد ردانین با pH برابر ۱۳ در طول موج ۴۵۵ نانومتر

(۹۸۶/۰ r=)

۳-۲- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور

۳-۲-۱- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با pH های مختلف

هدف از انجام آزمایشات مربوط به تخریب فوتوشیمیایی به دست آوردن بهترین شرایط برای داشتن یک تخریب فوتوشیمیایی مناسب است. یکی از این شرایط مقدار فوتوکاتالیزور بهینه است. یعنی مقداری از فوتوکاتالیزور که به ازای آن واکنش پیشرفت بیشتری دارد. به همین منظور واکنش‌هایی طراحی گردید تا تأثیر مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین بررسی شود. نکته‌ای که در اینجا باید مد نظر داشت این است که، افزایش مقدار فوتوکاتالیزور لزوماً باعث افزایش سرعت تخریب و پیشرفت هر چه بیشتر واکنش نمی‌شود.

۳-۲-۱-۱- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۹

در واکنش‌های مربوط به pH برابر ۹ که با مقادیر ۰،۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰ و ۲۵ میلی گرم از فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) انجام شد پس از جداسازی فوتوکاتالیزور و اندازه گیری جذب محلول‌ها، میزان ردانین باقی مانده با بهره گرفتن از منحنی استاندارد مربوطه به دست آمد. با بهره گرفتن از این نتایج منحنی غلظت ردانین باقی مانده نسبت به مقدار فوتوکاتالیزور رسم شد و مشخص شد مقدار بهینه فوتوکاتالیزور در اینpH برابر mg 10 است.

جدول ۳-۶- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) در pH برابر ۹

۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۲۵	۲۰	۱۵	۱۰	۵	۰	مقدار فوتوکاتالیزور (mg)
۰۱۲/۲	۹۹۸/۱	۸۳۴/۱	۶۵/۱	۱۹۶/۲	۳۴۴/۲	جذب محلول باقی مانده
۵۷/۲۰	۴۳/۲۰	۷۵/۱۸	۸۷/۱۶	۴۵/۲۲	۹۷/۲۳	غلظت محلول باقی مانده (ppm)

نمودار ۳-۶- منحنی تغییرات ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دیاکسید (آناتاز) در pH برابر ۹

۳-۲-۱-۲- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو تیتانیم دی اکسید (آناتاز) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۰

در واکنش‌های مربوط به pH برابر ۱۰ که با مقادیر ۰،۵ ، ۱۰، ۱۵، ۲۰ و ۲۵ میلی گرم از فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) انجام شد پس از جداسازی فوتوکاتالیزور و اندازه گیری جذب محلول‌ها، میزان ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از منحنی استاندارد مربوطه به دست آمد. با بهره گرفتن از این نتایج منحنی غلظت ردانین باقی­مانده نسبت به مقدار فوتوکاتالیزور رسم شد و مشخص شد مقدار بهینه فوتوکاتالیزور در اینpH برابر mg 20 است.

جدول ۳-۷- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) درpH برابر ۱۰

۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۲۵	۲۰	۱۵	۱۰	۵	۰	مقدار فوتوکاتالیزور (mg)
۹۱۲/۱	۸۹۳/۱	۱/۲	۲۱۳/۲	۶۴۳/۲	۱۸۶/۳	جذب محلول باقی‌مانده
۷۴/۱۶	۵۸/۱۶	۳۹/۱۸	۳۸/۱۹	۱۴/۲۳	۹/۲۷	غلظت محلول باقی­مانده (ppm)

نمودار۳- ۷- منحنی تغییرات مقدار ردانین باقی مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) در pH برابر ۱۰

۳-۲-۱-۳- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید(آناتاز) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۱

در واکنش‌های مربوط به pH برابر ۱۱ که با مقادیر ۰،۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰ و ۲۵ میلی گرم از فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) انجام شد پس از جداسازی فوتوکاتالیزور و اندازه گیری جذب محلول‌ها، میزان ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از منحنی استاندارد مربوطه به دست آمد. با بهره گرفتن از این نتایج منحنی غلظت ردانین باقی‌مانده نسبت به مقدار فوتوکاتالیزور رسم شد و مشخص شد مقدار بهینه فوتوکاتالیزور در اینpH برابرmg15 است.

جدول ۳-۸- مقدار ردانین باقی مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) درpH برابر۱۱

۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۲۵	۲۰	۱۵	۱۰	۵	۰	مقدار فوتوکاتالیزور (mg)
۲۲/۳	۲/۳	۷/۲	۰۸/۳	۲۶/۳	۳۲/۳	جذب محلول باقی­مانده
۵۸/۲۵	۴/۲۵	۴/۲۱	۴/۲۴	۹/۲۵	۴/۲۶	غلظت محلول باقی­مانده (ppm)

نمودار ۳- ۸- منحنی تغییرات مقدار ردانین باقی مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) درpH برابر ۱۱

۳-۲-۱-۴- اثر مقدار فوتوکاتالیزور در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۲

در واکنش‌های مربوط به pH برابر ۱۲ که با مقادیر ۰،۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰ و ۲۵ میلی گرم از فوتوکاتالیزور نانو تیتانیم دی اکسید (آناتاز) انجام شد پس از جداسازی فوتوکاتالیزور و اندازه ­گیری جذب محلول‌ها، میزان ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از منحنی استاندارد مربوطه به دست آمد. با بهره گرفتن از این نتایج منحنی غلظت ردانین باقی­مانده نسبت به مقدار فوتوکاتالیزور رسم شد و مشخص شد مقدار بهینه فوتوکاتالیزور در اینpH برابر mg20 است.

جدول ۳-۹- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) درpH برابر ۱۲

۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۲۵	۲۰	۱۵	۱۰	۵	۰	مقدار فوتوکاتالیزور (mg)
۵۰۲/۱	۴۸۷/۱	۷۵۳/۱	۰۴۲/۲	۵۵۶/۲	۰۹۱/۳	جذب محلول باقی­مانده
۲۶/۱۳	۱۲/۱۳	۴۷/۱۵	۰۲/۱۸	۵۶/۲۲	۲۸/۲۷	غلظت محلول باقی­مانده (ppm)

نمودار ۳-۹- منحنی تغییرات ردانین باقی­مانده پس از واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانو تیتانیم دی اکسید (آناتاز) در pH برابر ۱۲

۳-۲-۱-۵- اثر مقدار فوتوکاتالیزور در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۳

در واکنش‌های مربوط به pH برابر ۱۳ که با مقادیر ۰، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵ و ۳۰ میلی گرم از فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) انجام شد پس از جداسازی فوتوکاتالیزور و اندازه ­گیری جذب محلول‌ها، میزان ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از منحنی استاندارد مربوطه به دست آمد. با بهره گرفتن از این نتایج منحنی غلظت ردانین باقی­مانده نسبت به مقدار فوتوکاتالیزور رسم شد و مشخص شد مقدار بهینه فوتوکاتالیزور در اینpH برابر mg25 است.

جدول ۳-۱۰- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) درpH برابر ۱۳

۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۳۰	۲۵	۲۰	۱۵	۱۰	۵	۰	مقدار فوتوکاتالیزور (mg)
۳۷۲/۰	۳۶۵/۰	۴۵۴/۰	۶۳۹/۰	۷۹۸/۰	۹۲۸/۰	۳۳۹/۱	جذب محلول باقی­مانده
۳۶۶/۷	۲۲۸/۷	۹۹/۸	۶۵/۱۲	۸/۱۵	۳۸/۱۸	۵۲/۲۶	غلظت محلول باقی­مانده (ppm)

نمودار ۳-۱۰- منحنی تغییرات ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانو تیتانیم دی اکسید (آناتاز) در pH برابر ۱۳

۳-۲-۲- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO­) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در محلول بافری با­pH های مختلف

۳-۲-۲-۱- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO­) در تخریب ردانین در محلول باpH برابر ۹

در واکنش‌های مربوط به pH برابر ۹ که با مقادیر ۰، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵، ۳۰ و ۳۵ میلی گرم از فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO­) انجام شد پس از جداسازی فوتوکاتالیزور و اندازه ­گیری جذب محلول‌ها، میزان ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از منحنی استاندارد مربوطه به دست آمد. با بهره گرفتن از این نتایج منحنی غلظت ردانین باقی­مانده نسبت به مقدار فوتوکاتالیزور رسم شد و مشخص شد مقدار بهینه فوتوکاتالیزور در اینpH برابر mg30 است.

جدول ۳-۱۱– مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO­) در pH برابر ۹

۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۳۵	۳۰	۲۵	۲۰	۱۵	۱۰	۵	۰	مقدار فوتوکاتالیزو (mg)
۸۴/۰	۸۳/۰	۸۷/۰	۹۳/۰	۱۹/۱	۴۳/۱	۱۳/۲	۷۳/۲	جذب محلول باقی­مانده
۶۲/۸	۵/۸	۸۸/۸	۵۳/۹	۱/۱۲	۶/۱۴	۸/۲۱	۹/۲۷	غلظت محلول باقی­مانده (ppm)

نمودار ۳-۱۱- منحنی تغییرات مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO)درpH برابر ۹

۳-۲-۲-۲- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO­) در تخریب ردانین در محلول باpH برابر ۱۰

در واکنش‌های مربوط به pH برابر ۱۰ که با مقادیر ۰، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵، ۳۰ و ۳۵ میلی گرم از فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO­) انجام شد پس از جداسازی فوتوکاتالیزور و اندازه ­گیری جذب محلول‌ها، میزان ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از منحنی استاندارد مربوطه به دست آمد. با بهره گرفتن از این

نتایج منحنی غلظت ردانین باقی­مانده نسبت به مقدار فوتوکاتالیزور رسم شد و مشخص شد مقدار بهینه فوتوکاتالیزور در اینpH برابر mg25 است.

جدول ۳-۱۲- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO ) در pH برابر ۱۰

۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۳۵	۳۰	۲۵	۲۰	۱۵	۱۰	۵	۰	مقدار فوتوکاتالیزور (mg)
۵/۰	۴۶/۰	۳۸/۰	۵۴/۰	۶۸/۰	۹/۰	۴۱/۱	۷۲/۲	جذب محلول باقی­مانده
۳۶/۴	۰۱/۴	۳۵/۳	۷۴/۴	۹۴/۵	۸۷/۷	۴/۱۲	۸/۲۳	غلظت محلول باقی­مانده (ppm)

نمودار ۳-۱۲- منحنی تغییرات مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO ) درpH برابر ۱۰

۳-۲-۲-۳- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در تخریب ردانین در محلول باpH برابر ۱۲

در واکنش‌های مربوط به pH برابر ۱۰ که با مقادیر ۰، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵، ۳۰ و ۳۵ میلی گرم از فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO­) انجام شد پس از جداسازی فوتوکاتالیزور و اندازه ­گیری جذب محلول‌ها، میزان ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از منحنی استاندارد مربوطه به دست آمد. با بهره گرفتن از این نتایج منحنی غلظت ردانین باقی­مانده نسبت به مقدار فوتوکاتالیزور رسم شد و مشخص شد مقدار بهینه فوتوکاتالیزور در اینpH برابر mg30 است.

جدول ۳-۱۳- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در pH برابر ۱۲

۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۳۵	۳۰	۲۵	۲۰	۱۵	۱۰	۵	۰	مقدار فوتوکاتالیزور(mg)
۷۷/۰	۷۶/۰	۹۶/۰	۰۲/۱	۲۵/۱	۶۱/۱	۹۷/۱	۱۲/۳	جذب محلول باقی­مانده
۷۷/۶	۶۹/۶	۵۱/۸	۹۶/۸	۰/۱۱	۲/۱۴	۴/۱۷	۵/۲۷	غلظت محلول باقی­مانده (ppm)

نمودار ۳-۱۳- منحنی تغییرات مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO) درpH برابر ۱۲

۳-۲-۲-۴- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در تخریب ردانین در محلول باpH برابر ۱۳

در واکنش‌های مربوط به pH برابر ۱۰ که با مقادیر ۰، ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵ و ۳۰ میلی گرم از فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO­) انجام شد پس از جداسازی فوتوکاتالیزور و اندازه ­گیری جذب محلول‌ها، میزان ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از منحنی استاندارد مربوطه به دست آمد. با بهره گرفتن از این نتایج منحنی غلظت ردانین باقی­مانده نسبت به مقدار فوتوکاتالیزور رسم شد و مشخص شد مقدار بهینه فوتوکاتالیزور در اینpH برابر mg 25­ است.

جدول ۳-۱۴- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO­) در pH برابر ۱۳

۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۳۰	۲۵	۲۰	۱۵	۱۰	۵	۰	مقدار فوتوکاتالیزور (mg)
۳۷۳/۰	۳۶۳/۰	۴۰۲/۰	۴۱۸/۰	۴۵۲/۰	۵۴۶/۰	۶۷۶/۰	جذب محلول باقی­مانده
۵۸۴/۷	۳۸۶/۷	۹۶/۷	۲۷۷/۸	۹۵/۸	۸۱/۱۰	۳۹/۱۳	غلظت محلول باقی­مانده (ppm)

نمودار ۳-۱۴- منحنی تغییرات مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO­) درpH برابر ۱۳

۳-۳- بررسی اثر مدت زمان تابش نور

۳-۳-۱- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در محلول بافری با pH­های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (­TiO₂­)

۳-۳-۱-۱- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۹ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید

جهت بررسی اثر مدت زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی بر روی محلول ردانین با pH برابر ۹، سل‌های حاوی این محلول به مدت زمان‌های ۰، ۱، ۳، ۴، ۵، ۶، ۷، ۸ و ۹ ساعت تحت تابش نور فرابنفش- مرئی قرار گرفتند. سپس غلظت ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از جذب محلول باقی­مانده و منحنی استاندارد اندازه گیری شد. با توجه به نتایج حاصله، بهترین زمان برای انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در این pH، برابر ۹ ساعت تعیین شد.

جدول ۳-۱۵- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف در pH برابر ۹

۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۱	۰	زمان (h)
۰۹/۰	۱۲/۰	۲۵/۰	۳۸/۰	۶/۰	۷۳/۰	۰۳/۱	۷۸/۱	۹۳/۲	جذب محلول باقی‌مانده
۹۰/۰	۲۸/۱	۶/۲	۸۴/۳	۱/۶	۴۹/۷	۵/۱۰	۱۶/۱۸	۳۰	غلظت محلول باقی‌مانده (ppm)

نمودار ۳-۱۵- منحنی تغییرات مقدار ردانین باقی­مانده پس از واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف درpH برابر ۹

۳-۳-۱-۲- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید

جهت بررسی اثر مدت زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی بر روی محلول ردانین با pH برابر ۱۰، سل‌های حاوی این محلول به مدت زمان‌های ۰، ۱، ۲، ۳، ۴، ۵، ۶، ۷، ۸ و ۹ ساعت تحت تابش نور فرابنفش- مرئی قرار گرفتند. سپس غلظت ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از جذب محلول باقی­مانده و منحنی استاندارد اندازه ­گیری شد. با توجه به نتایج حاصله، بهترین زمان برای انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در این pH، برابر ۹ ساعت تعیین شد.

جدول ۳-۱۶- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف در pH برابر ۱۰

۱۰	۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	۰	زمان (h)
۰۴/۰	۰۶/۰	۱۴/۰	۲۲/۰	۴۵/۰	۷۰/۰	۰۱/۱	۲۹/۱	۸۸/۱	۴۳/۳	جذب محلول باقی‌مانده
۴/۰	۵۴/۰	۱۹/۱	۹۳/۱	۹۶/۳	۱۷/۶	۸۶/۸	۳/۱۱	۵/۱۶	۳۰	غلظت محلول باقی‌مانده ( ppm)

نمودار ۳-۱۶- منحنی تغییرات ردانین باقی­مانده پس از واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف درpH برابر ۱۰

۳-۳-۱-۳- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۱ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید

جهت بررسی اثر مدت زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی بر روی محلول ردانین با pH برابر ۱۱، سل‌های حاوی این محلول به مدت زمان‌های ۰، ۱، ۴، ۷، ۹، ۱۱، ۱۳، ۱۴ و ۱۵ ساعت تحت تابش قرار

گرفتند. سپس غلظت ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از جذب محلول باقی­مانده و منحنی استاندارد اندازه ­گیری شد. با توجه به نتایج حاصله، بهترین زمان برای انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در این pH، برابر ۱۵ ساعت تعیین شد.

جدول ۳-۱۷- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف در pH برابر ۱۱

۱۰	۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۱۵	۱۴	۱۳	۱۲	۱۱	۹	۷	۴	۱	۰	زمان (h)
۱۱/۰	۱۶/۰	۲۲/۰	۳۲/۰	۴۲/۰	۵۴/۰	۷۷/۰	۲۵/۱	۷۳/۲	۷۸/۳	جذب محلول باقی‌مانده
۸۸/۰	۲۴/۱	۷۸/۱	۵۰/۲	۳۳/۳	۲۸/۴	۰۸/۶	۹۱/۹	۷/۲۱	۳۰	غلظت محلول باقی‌مانده (ppm)

نمودار ۳-۱۷- منحنی تغییرات ردانین باقی­مانده پس از واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف درpH برابر ۱۱

۳-۳-۱-۴- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۲ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید

جهت بررسی اثر مدت زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی بر روی محلول ردانین با pH برابر ۱۲، سل‌های حاوی این محلول به مدت زمان‌های ۰، ۱، ۲، ۳، ۴، ۵، ۶، ۷، ۸ ،۹ و ۱۰ ساعت تحت تابش قرار گرفتند. سپس غلظت ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از جذب محلول باقی­مانده و منحنی استاندارد اندازه ­گیری شد. با توجه به نتایج حاصله، بهترین زمان برای انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در این pH، برابر ۱۰ ساعت تعیین شد.

جدول ۳-۱۸- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف در pH برابر۱۲

۱۱	۱۰	۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۱۰	۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	۰	زمان (h)
۱۲/۰	۲/۰	۲۵/۰	۴/۰	۴۵/۰	۶۰/۰	۷۱/۰	۹۹/۰	۴۸/۱	۰۶/۲	۴۹/۳	جذب محلول باقی‌مانده
۰۹/۱	۷۳/۱	۲/۲	۴۹/۳	۹۵/۳	۳۰/۵	۲۸/۶	۷۵/۸	۰/۱۳	۲/۱۸	۳۰	غلظت محلول باقی‌مانده (ppm)

نمودار ۳-۱۸- منحنی تغییرات ردانین باقی­مانده پس از واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف درpH برابر ۱۲

۳-۳-۱-۵- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید

جهت بررسی اثر مدت زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی بر روی محلول ردانین با pH برابر ۱۳، سل‌های حاوی این محلول به مدت زمان‌های ۰، ۰٫۵، ۱، ۵/۱، ۲، ۵/۲، ۳ و ۵/۳ ساعت تحت تابش قرار گرفتند. سپس غلظت ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از جذب محلول باقی­مانده و منحنی استاندارد اندازه ­گیری شد. با توجه به نتایج حاصله، بهترین زمان برای انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در این pH، برابر ۳٫۵ ساعت تعیین شد.

جدول ۳-۱۹- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف در pH برابر ۱۳

۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۳/۵	۳	۵/۲	۲	۵/۱	۱	۵/۰	۰	زمان (h)
۰/۲۰	۰۳/۰	۰۶/۰	۰۸/۰	۱۴/۰	۳۱/۰	۶۳/۰	۵۲/۱	جذب محلول باقی‌مانده
۳۸/۰	۶۵/۰	۲۳/۱	۵۶/۱	۶۹/۲	۱۸/۶	۴/۱۲	۳۰	غلظت محلول باقی‌مانده (ppm)

نمودار ۳-۱۹- منحنی تغییرات ردانین باقی­مانده پس از واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف درpH برابر ۱۳

۳-۳-۲- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در محلول بافری با pH­های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO­)

۳-۳-۲-۱-اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۹ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO­)

جهت بررسی اثر مدت زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی بر روی محلول ردانین با pH برابر ۹، سل‌های حاوی این محلول به مدت زمان‌های ۰، ۳۰، ۶۰ ، ۹۰، ۱۲۰، ۱۵۰ و ۱۸۰ دقیقه تحت تابش قرار گرفتند. سپس غلظت ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از جذب محلول باقی­مانده و منحنی استاندارد اندازه ­گیری شد. با توجه به نتایج حاصله، بهترین زمان برای انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در این pH، برابر ۱۸۰ دقیقه تعیین شد.

جدول ۳-۲۰- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف در pH برابر ۹

۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۱۸۰	۱۵۰	۱۲۰	۹۰	۶۰	۳۰	۰	زمان (min)
۰۸۱/۰	۱۴۵/۰	۳۲۸/۰	۵۲/۰	۹۰۳/۰	۳۹۱/۱	۹۳۴/۲	جذب محلول باقی‌مانده
۸۲۸/۰	۴۸۳/۱	۳۵۴/۳	۳۱۷/۵	۲۳۳/۹	۲۲/۱۴	۳۰	غلظت محلول باقی‌مانده (ppm)

نمودار ۳-۲۰- منحنی تغییرات مقدار ردانین باقی­مانده پس از واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف درpH برابر ۹

۳-۳-۲-۲- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO)

جهت بررسی اثر مدت زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی بر روی محلول ردانین با pH برابر ۱۰، سل‌های حاوی این محلول به مدت زمان‌های ۰، ۱۵، ۳۰، ۴۵، ۶۰، ۷۵، ۹۰، ۱۰۵ و ۱۲۰ دقیقه تحت تابش قرار گرفتند. سپس غلظت ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از جذب محلول باقی­مانده و منحنی استاندارد اندازه ­گیری شد. با توجه به نتایج حاصله، بهترین زمان برای انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در این pH، برابر۱۲۰ دقیقه تعیین شد.

جدول ۳-۲۱- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف در pH برابر ۱۰

۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۱۰۵	۹۰	۷۵	۶۰	۴۵	۳۰	۱۵	۰	زمان (h)
۰۴/۰	۰۶/۰	۱۰/۰	۳۱/۰	۵۸/۰	۲۲/۱	۳۱/۲	۴۳/۳	جذب محلول باقی‌مانده
۳۶/۰	۴۸/۰	۸۸/۰	۶۸/۲	۰۴/۵	۶/۱۰	۲/۲۰	۳۰	غلظت محلول باقی‌مانده (ppm)

نمودار ۳-۲۱- منحنی تغییرات ردانین باقی­مانده پس از واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف درpH برابر ۱۰

۳-۳-۲-۳- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۲ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO)

جهت بررسی اثر مدت زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی بر روی محلول ردانین با pH برابر ۱۲، سل‌های حاوی این محلول به مدت زمان‌های ۰، ۳۰، ۶۰، ۷۵، ۹۰، ۱۰۵، ۱۲۰، ۱۳۵ و ۱۵۰ دقیقه تحت

تابش قرار گرفتند. سپس غلظت ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از جذب محلول باقی­مانده و منحنی استاندارد اندازه ­گیری شد. با توجه به نتایج حاصله، بهترین زمان برای انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در این pH، برابر ۱۵۰ دقیقه تعیین شد.

جدول ۳-۲۲- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف در pH برابر ۱۲

۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۱۵۰	۱۳۵	۱۲۰	۱۰۵	۹۰	۷۵	۶۰	۳۰	۰	زمان (h)
۰۴/۰	۰۷/۰	۰۹۳/۰	۱۵/۰	۲۱/۰	۴۷/۰	۷۸/۰	۰۸/۲	۴/۳	جذب محلول باقی‌مانده
۴/۰	۵۹/۰	۸۲/۰	۳۲/۱	۸۸۷/۱	۱۷/۴	۸۹/۶	۱/۱۶	۳۰	غلظت محلول باقی‌مانده (ppm)

نمودار ۳-۲۲- منحنی تغییرات ردانین باقی­مانده پس از واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف درpH برابر ۱۲

۳-۳-۲-۴- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید(­ZnO­)

جهت بررسی اثر مدت زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی بر روی محلول ردانین با pH برابر ۱۳، سل‌های حاوی این محلول به مدت زمان‌های ۰، ۱۵، ۳۰، ۴۵، ۶۰، ۷۵، ۹۰، ۱۰۵ و ۱۲۰ دقیقه تحت تابش قرار گرفتند. سپس غلظت ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از جذب محلول باقی­مانده و منحنی استاندارد اندازه ­گیری شد. با توجه به نتایج حاصله، بهترین زمان برای انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در این pH، برابر ۱۲۰ دقیقه تعیین شد.

جدول ۳-۲۳- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف در pH برابر ۱۳

۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۱۲۰	۱۰۵	۹۰	۷۵	۶۰	۴۵	۳۰	۱۵	۰	زمان (h)
۲/۰	۲/۰	۳۱/۰	۴۴۳/۰	۵۸/۰	۷۶/۰	۰۳/۱	۲۷/۱	۵۲/۱	جذب محلول باقی‌مانده
۴	۹۵/۴	۱۴/۶	۷۷/۸	۶/۱۱	۱/۱۵	۳/۲۰	۱/۲۵	۳۰	غلظت محلول باقی‌مانده (ppm)

نمودار ۳-۲۳- منحنی تغییرات ردانین باقی­مانده پس از واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمان‌های مختلف درpH برابر ۱۳

۳-۴- بررسی اثرpH محیط واکنش

۳-۴-۱- بررسی pH بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید

جهت بررسی اثر pH محیط واکنش، محلول ردانین با pH های ۹، ۱۰، ۱۱، ۱۲ و ۱۳ تهیه شد و پس از اتمام زمان نور­دهی و جداسازی فوتوکاتالیزور، جذب محلول‌های واکنش توسط طیف سنج ماوراء بنفش- مرئی اندازه ­گیری شد و مقدار ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از منحنی استاندارد مربوط به هر کدام از pH­ها، اندازه ­گیری شد. در یک زمان مشخص، درصد تخریب رنگ برای هر کدام از pH­ها تعیین شد. نتایج به دست آمده نشان داد که مقدار بهینهpH برابر با ۱۳ می‌باشد.

جدول ۳-۲۴- مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در pH­های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز)

۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۱۳	۱۲	۱۱	۱۰	۹	pH محلول
۲/۶	۱۷/۱۸	۶۹/۲۱	۵/۱۶	۱۶/۱۸	غلظت محلول باقی­مانده (ppm)
۳/۷۹	۴۳/۳۹	۷/۲۷	۴۵	۴۷/۳۹	میزان تخریب (O/O)

نمودار ۳-۲۴- منحنی تغییرات مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش فوتوکاتالیزوری درpH های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (­آناتاز­)

۳-۴-۲- بررسی pH بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO­)

جهت بررسی اثر pH محیط واکنش، محلول ردانین با pH­های ۹، ۱۰، ۱۲ و ۱۳ تهیه شد و پس از اتمام زمان نور­دهی و جداسازی فوتوکاتالیزور، جذب محلول‌های واکنش توسط طیف سنج ماوراء بنفش- مرئی اندازه ­گیری شد و مقدار ردانین باقی­مانده با بهره گرفتن از منحنی استاندارد مربوط به هر کدام از pH ها، اندازه گیری شد. در یک زمان مشخص، درصد تخریب رنگ برای هر کدام از pH­ها تعیین شد. نتایج به دست آمده نشان داد که مقدار بهینهpH برابر با ۱۰ می‌باشد.

جدول ۳-۲۵- مقدار ردانین باقی مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در pH­های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (­ZnO­)

۴	۳	۲	۱	ردیف
۱۳	۱۲	۱۰	۹	pH محلول
۵۶/۱۱	۸۲/۶	۶۷۹/۲	۲۳۳/۹	غلظت محلول باقی­مانده (ppm)
۵/۶۱	۳/۷۷	۱/۹۱	۲/۶۹	میزان تخریب (o/o)

نمودار ۳-۲۵- منحنی تغییرات مقدار ردانین باقی­مانده پس از انجام واکنش فوتوکاتالیزوری درpH­های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید

۳-۵- بررسی سینتیک واکنش تخریب فوتوشیمیایی معرف شیمیایی آلی

۳-۵-۱- تعیین درجه واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در pH­های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (­آناتاز­)

۳-۵-۱-۱- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۹

ml 25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر ۹ درون هر یک از سل‌ها ریخته و به آن مقدار mg10 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) اضافه شد، محلول به همراه مگنت و پمپ هوا در مجاورت لامپ uv قرار گرفتند. پس از گذشت زمان‌های مورد نظر، فوتوکاتالیزور جدا و غلظت محلول باقی­مانده ردانین، با بهره گرفتن از جذب محلول باقی­مانده و منحنی استاندارد مربوطه اندازه ­گیری شد. با بهره گرفتن از این نتایج مقدار Ln(C_o/C_t) برای تمام زمان‌ها محاسبه و سپس نمودار Ln(C_o/C_t) نسبت به مدت زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی رسم گردید. نمودار به دست آمده خطی است و نشان می‌دهد که درجه واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در اینpH ، برابر یک است و شیب منحنی برابر با ثابت سرعت مشاهده شده می‌باشد.

جدول۳-۲۶- غلظت محلول باقی­مانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه Ln(C_o/C_t) برای ردانین در pH برابر ۹

۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۱	۰	زمان (h)
۰۹/۰	۱۲/۰	۲۵/۰	۳۸/۰	۶/۰	۷۳/۰	۰۳/۱	۷۸/۱	۹۳/۲	جذب محلول باقی‌مانده
۹/۰	۲۸/۱	۶/۲	۸۴/۳	۱/۶	۴۸/۷	۵/۱۰	۲/۱۸	۳۰	غلظت محلول باقی‌مانده (ppm)
۵/۳	۱۶/۳	۴۵/۲	۹۴/۱	۵۹/۱	۳۹/۱	۰۵/۱	۵۰/۰	۰	Ln(Co/Ct)

نمودار ۳-۲۶- نمودار تغییرات Ln(C_o/C_t) نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی برای ردانین در pH برابر ۹ (h^-11-10×۷۴/۳=k_obs، ۹۷۷/۰= r)

۳-۵-۱-۲- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۰

ml 25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۱۰ درون هر یک از سل‌ها ریخته و به آن مقدار mg20 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) اضافه شد، محلول به همراه مگنت و پمپ هوا در مجاورت لامپ uv قرار گرفتند. پس از گذشت زمان‌های مورد نظر، فوتوکاتالیزور جدا و غلظت محلول باقی­مانده ردانین، با بهره گرفتن از جذب محلول باقی­مانده و منحنی استاندارد مربوطه اندازه ­گیری شد. با بهره گرفتن از این نتایج مقدار Ln(C_o/C_t) برای تمام زمان‌ها محاسبه و سپس نمودار Ln(C_o/C_t) نسبت به مدت زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی رسم گردید. نمودار به دست آمده خطی است و نشان می‌دهد که درجه واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در اینpH ، برابر یک است و شیب منحنی برابر با ثابت سرعت مشاهده شده می‌باشد.

جدول۳-۲۷- غلظت محلول باقی­مانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه Ln(C_o/C_t) برای ردانین در pH برابر ۱۰

۱۰	۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	۰	زمان (h)
۰۴/۰	۰۶/۰	۱۴/۰	۲۲/۰	۴۵/۰	۷۰/۰	۰۱/۱	۲۹/۱	۸۸/۱	۴۳/۳	جذب محلول باقی‌مانده
۴/۰	۵۴/۰	۱۹/۱	۹۳/۱	۹۶/۳	۱۷/۶	۸۶/۸	۳/۱۱	۵/۱۶	۳۰	غلظت محلول باقی‌مانده (ppm)
۳۳/۴	۰۳۸۴	۲۳/۳	۷۴/۲	۰۲/۰	۵۸/۱	۲۲/۱	۹۸/۰	۶/۰	۰	Ln(C o /Ct)

نمودار ۳-۲۷- نمودار تغییرات Ln(C_o/C_t) نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی برای ردانین در pH برابر ۱۰ ( h^-11-10×۸۰/۴=k_obs، ۹۸۳/۰ = r)

۳-۵-۱-۳- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر

ml 25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۱۱ درون هر یک از سل‌ها ریخته و به آن مقدار mg15 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) اضافه شد، محلول به همراه مگنت و پمپ هوا در مجاورت لامپ uv قرار گرفتند. پس از گذشت زمان‌های مورد نظر، فوتوکاتالیزور جدا و غلظت محلول باقی­مانده

ردانین، با بهره گرفتن از جذب محلول باقی­مانده و منحنی استاندارد مربوطه اندازه ­گیری شد. با بهره گرفتن از این نتایج مقدار Ln(C _o /C_t) برای تمام زمان‌ها محاسبه و سپس نمودار Ln(C _o /C_t) نسبت به مدت زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی رسم گردید. نمودار به دست آمده خطی است و نشان می‌دهد که درجه واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در اینpH ، برابر یک است و شیب منحنی برابر با ثابت سرعت مشاهده شده می‌باشد.

جدول۳-۲۸- غلظت محلول باقی­مانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه Ln(C_o/C_t) برای ردانین در pH برابر ۱۱

۱۰	۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۱۵	۱۴	۱۳	۱۲	۱۱	۹	۷	۴	۱	۰	زمان (h)
۱۱/۰	۱۶/۰	۲۲/۰	۳۲/۰	۴۲/۰	۵۴/۰	۷۷/۰	۲۵/۱	۷۳/۲	۷۸/۳	جذب محلول باقی‌مانده
۸۸/۰	۲۴/۱	۷۸/۱	۵۰/۲	۳۳/۳	۲۸/۴	۰۸/۶	۹۱/۹	۷/۲۱	۳۰	غلظت محلول باقی‌مانده (ppm)
۵۳/۳	۱۹/۳	۸۲/۲	۴۸/۲	۲/۲	۹۵/۱	۶/۱	۱۱/۱	۳۲/۰	۰	Ln(Co/Ct)

نمودار ۳-۲۸- نمودار تغییرات Ln(C_o/C_t) نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی برای ردانین در pH برابر ۱۱ (h^-11-10×۱۵/۲=k_obs، ۹۸۴/۰ = r)

۳-۵-۱-۴- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۲

ml 25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۱۲ درون هر یک از سل‌ها ریخته و به آن مقدار mg20 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) اضافه شد، محلول به همراه

مگنت و پمپ هوا در مجاورت لامپ uv قرار گرفتند. پس از گذشت زمان‌های مورد نظر، فوتوکاتالیزور جدا و غلظت محلول باقی­مانده ردانین، با بهره گرفتن از جذب محلول باقی­مانده و منحنی استاندارد مربوطه اندازه ­گیری شد. با بهره گرفتن از این نتایج مقدار Ln(C_o/C_t) برای تمام زمان‌ها محاسبه و سپس نمودارLn(C_o/C_t) نسبت به مدت زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی رسم گردید. نمودار به دست آمده خطی است و نشان می‌دهد که درجه واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در اینpH ، برابر یک است و شیب منحنی برابر با ثابت سرعت مشاهده شده می‌باشد.

جدول۳-۲۹- غلظت محلول باقی­مانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه Ln(C_o/C_t) برای ردانین در pH برابر ۱۲

۱۰	۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۱۰	۹	۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	زمان (h)
۱۲۵۴/۰	۱۹۶/۰	۲۴۹/۰	۳۹۵/۰	۴۴۸/۰	۶۰۱/۰	۷۱۲/۰	۹۹۱/۰	۴۷۶/۱	۰۵۹/۲	جذب محلول باقی‌مانده
۰۹۴/۱	۷۳/۱	۱۹۸/۲	۴۹/۳	۹۵۴/۳	۳۰۴/۵	۲۸۴/۶	۷۴۷/۸	۰۳/۱۳	۱۷/۱۸	غلظت محلول باقی‌مانده (ppm)
۳۱۱/۳	۸۵۳/۲	۶۱۴/۲	۱۵۱/۲	۰۲۴/۲	۵۶۳/۱	۲۳۲/۱	۰۸۳/۰	۵۰۱/۰	۰	Ln(C o /Ct)

نمودار ۳-۲۹- نمودار تغییرات Ln(C_o/C_t) نسبت به زمان تابش نور ماوراءبنفش-مرئی برای ردانین در pH برابر ۱۲ (h^-11-10×۰۵/۳= k_obs، ۹۸۸/۰= r)

۳-۵-۱-۵- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۳

ml 25 محلول ppm30 ردانین با pH برابر۱۳ درون هر یک از سل‌ها ریخته و به آن مقدار mg25 فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (­آناتاز­) اضافه شد، محلول به همراه مگنت و پمپ هوا در مجاورت لامپ uv قرار گرفتند. پس از گذشت زمان‌های مورد نظر، فوتوکاتالیزور جدا و غلظت محلول باقی­مانده ردانین، با بهره گرفتن از جذب محلول باقی­مانده و منحنی استاندارد مربوطه اندازه ­گیری شد. با بهره گرفتن از این نتایج مقدار Ln(C _o/C_t) برای تمام زمان‌ها محاسبه و سپس نمودار Ln(C_o/C_t) نسبت به مدت زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی رسم گردید. نمودار به دست آمده خطی است و نشان می‌دهد که درجه واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در اینpH ، برابر یک است و شیب منحنی برابر با ثابت سرعت مشاهده شده می‌باشد.

جدول۳-۳۰- غلظت محلول باقی­مانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه Ln(C_o/C_t) برای ردانین در pH برابر ۱۳

۸	۷	۶	۵	۴	۳	۲	۱	ردیف
۵/۳	۳	۵/۲	۲	۵/۱	۱	۵/۰	۰	زمان (h)
۰۱۹/۰	۰۳۳/۰	۰۶۲/۰	۰۷۹/۰	۱۳۶/۰	۳۱۲/۰	۶۲۶/۰	۵۱۵/۱	جذب محلول باقی‌مانده
۳۷۶/۰	۶۵۳/۰	۲۲۸/۱	۵۵۶۲/۱	۶۹۳/۲	۱۷۸/۶	۴/۱۲	۳۰	غلظت محلول باقی‌مانده (ppm)
۳۷۹/۴	۸۲۷/۳	۱۹۶/۳	۹۵۵/۲	۴۱۱/۲	۵۸/۱	۸۸۴/۰	۰	Ln(C o /Ct)

نمودار ۳-۳۰- نمودار تغییرات Ln(C_o/C_t) نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی برای ردانین در pH برابر ۱۳ (h^-1 ۲۰۸/۱= k_obs، ۹۸۱/۰= r)

۲-۳-۲-۷- ۲- صفحه گذاری بدون الکتریسیته
الکترولس یک نوع روش شیمیایی است که بطور خود به خود روی سطوح فلزات اعمال می شود و ضخامت پوشش به طور خطی، مادام که ترکیب شیمیایی محلول تغییر نکرده است اضافه می‌شود. مشخصه بارز این روش، عدم نیاز به جریان الکتریکی است که به طبع آن متریال می‌تواند هادی یا غیر‌هادی باشد. بنابراین در این روش می‌توان غیر فلزات مانند پلاستیک‌ها را نیز پوشش داد. در حمام های الکترولس، فلز و احیاء کننده فقط در حضور یک کاتالیزور با یکدیگر واکنش داده و بنابراین برای شروع واکنش احیاء، مواد باید فعال بوده و یا توسط یک کاتالیزور مناسب بر روی سطح فعال گردند. این فرایند عموماً در صنعت برای نیکل و مس انجام می­ پذیرد.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

مزایای پوشش
مقاومت به خوردگی و سایش بالا
یکنواختی مناسب پوشش
هزینه‌های تجربی ارزان
معایب پوشش
الکترولس نسبتاً گران است.
عمر مواد پوشش و حمام‌ها محدود می باشند.
تمیز کاری در این روش بسیار مهم است. سطح باید تا حد میکروسکوپی زبر باشد.
نرخ رسوب پایین در مقایسه با روش الکترولیز
۲-۳-۲-۸- روش‌های شیمیایی تبخیری
بسیاری از خصوصیات هر دو روش رسوب­گذاری بخارشیمیایی و بخار فیزیکی مشابه یکدیگرند اما مهمترین تفاوت این دو روش همانطور که از اسم هر کدام مشخص است، در نحوه شکل­ گیری محصول است که در روش شیمیایی محصول از واکنش­های شیمیایی حاصل می­ شود اما در روش فیزیکی محصول از چگالش و تغلیظ فاز گاز به فاز محصول مورد نظر و بدون هیچگونه واکنش شیمیایی رخ می­دهد. یک وجه بسیار بارز تفاوت بین این دو روش که در عمل دیده می­ شود، نوع تشکیل محصول از نظر گرماگیری و گرمادهی می­باشد. بعبارت دیگر در روش شیمیایی با واکنش­های گرماگیر روبرو هستیم در حالی که در روش فیزیکی با واکنش­های گرماده روبرو می­شویم. به همین دلیل تمایل به ادغام این دو روش در بسیاری از موارد وجود دارد بطوری که روش رسوب­گذاری بخارشیمیایی پلاسمایی ( که یک پدیده فیزیکی است) بسیار مورد استفاده است.
فرایند رسوب دهی شیمیایی بخار^[۲۶]، شامل پنج مرحله است:
۱- ورود گازهای واکنش دهنده به داخل راکتور
۲- نفوذ گازها از طریق یک لایه مرزی
۳- تماس گازها با سطح زیرلایه
۴- انجام عملیات نشست روی سطح زیرلایه
۵- نفوذ محصولات جانبی واکنش از طریق لایه مرزی
این روش در فاز بخار انجام می شود و در طیف وسیعی از روش های تولید فیلم نازک و پودرها را در برمی گیرد. اصول کار CVD به این صورت است که پیش ماده به محفظه واکنش وارد می­ شود و سپس به سمت زیرلایه حرکت می­ کند، در این جا انرژی لازم باعث رسوب می­ شود. در این مرحله محصولات فرعی فرار تشکیل می­ شود و از زیرلایه واجذب شده و از محفظه خارج می­ شود. انتقال پیش ماده در حالت بخار یا گاز به وسیله­ همرفت و انتشار انجام می­ شود. گاز حامل اغلب به گاز واکنش دهنده رقیق شده القاء می­ شود. بیشترین چالش این است که رسوب­گیری به طور منحصر به فرد بر روی زیرلایه و نه در هر جای دیگری در راکتور انجام شود، که باعث ایجاد مشکلات خلوص می‌شود. محصولات فرعی فرار تولید شده اغلب سمی هستند و یکی از مشکلات این فرایند می­باشد [۲۶[.
فصل سوم
خواص و ویژگی­های نیمه‌رساناها
۳-۱ - مقدمه
در زندگی ما و بهتر بگوییم در قدم گذاشتن بشر به عصر دیجیتال و فیزیک و الکترونیک نوین، نیمه‌رساناها نقش تاریخی ایفا کرده‌اند. نیمه‌رساناها در درون دستگاه‌های گوناگونی یافت می‌شوند. اساس ساخت پردازشگرها و ریزپردازندها و تمام دستگاه‌هایی که به نحوی اطلاعات و عملیاتی را پردازش می‌کنند، نیمه‌رساناست. نقطه شروع صنعت نیمه‌رساناها به اختراع اولین ترانزیستور نیمه‌هادی در آزمایشگاه بل در سال ۱۹۴۷ برمی­گردد. در سال ۱۹۷۰، عصر اطلاعات انسان با پیدایش فیبر نوری کوارتز، ترکیب نیمه‌رساناهای گروه III-V و لیزر ‌گالیم آرسناید (GaAs) آغاز شد. در طول توسعه عصر اطلاعات، سیلیکون (Si) به جایگاه ویژه‌ای در بازار تجارت دست یافت و در ساخت مدارهای یکپارچه برای محاسبات، ذخیره سازی داده ها و ارتباطات استفاده می‌شد. اما از آنجا که سیلیکون دارای گاف انرژی غیرمستقیمی است که مناسب برای دستگاه‌های الکترونیکی مانند دیود نور تاب (LED) و دیودهای لیزری نیست، GaAs با گاف انرژی مستقیم بهترین جایگزین بشمار می‌رفت. با پیشرفت فناوری اطلاعات، نیاز به اشعه ماوراء بنفش (UV)، جای خود را در صنعت نشان داد که فراتر از ویژگی های GaAs بود. بنابراین نسل سوم نیمه‌رساناها با گاف انرژی گسترده‌ای تولید شدند، مانند SiC، GaN و ZnO و مواد مشابه که پژوهش در این زمینه تا کنون ادامه دارد.
نیمه‌رساناها گروهی از مواد هستند که رسانایی الکتریکی آنها بین فلزات و عایق­­ها قرار دارد. ویژگی مهم این مواد این است که رسانایی آنها با تغییر دما، برانگیزش نوری و میزان ناخالصی به نحو قابل ملاحظه­ای تغییر می­ کند. یکی از مهمترین مشخصات نیمه‌رسانا‌ها که آنها را از فلزات و عایق‌ها متمایز می‌کند گاف انرژی^[۲۷] (E_g ) حد واسط آنهاست. این ویژگی تعیین کننده طول موج‌هایی از نور است که توسط نیمه‌رسانا  جذب یا گسیل می‌شود. به دلیل گستردگی گاف انرژی نیمه‌رساناها، دیودهای منتشر کننده نور و لیزرها را می توان با طول موجهایی در بازه مادون قرمز(IR) تا ماورای بنفش (UV) بوجود آورد.
نیمه‌رساناها می‌توانند از یک عنصر، ترکیب، اکسید و یا مواد آلی ساخته شده باشند. نیمه‌رساناهای عنصری مانند سیلیکون، ژرمانیوم، تلوریوم، فسفر و … ، ترکیباتی مانند تلورید‌سرب، سولفید‌روی و … ، ترکیبات آلی مانند پلی استیلن، پلی دی استیلن و … ، اکسیدی مانند اکسید روی، اکسید تیتانیوم، اکسید منیزیم، اکسید قلع و … از این دسته‌اند.
۳-۲ - خواص اساسی نیمه‌رساناها
۳-۲-۱- ساختار نواری
الکترون‌های یک اتم منزوی، ترازهای انرژی مجزایی دارند. هنگامی که اتم‌ها، برای تشکیل بلور، به هم نزدیک می‌گردند، بایستی ترازهای انرژی از هم شکافته باشند، اما به دلیل برهم‌کنش اتمی، ترازها بسیار نزدیک به هم قرار می‌گیرند، که منجر به یک نوار پیوسته انرژی می‌شود [۲۷]. دو نوار متمایز انرژی در نیمه‌رساناها وجود دارد. در دمای صفر کلوین، نوار پایین‌تر، که نوار ظرفیت نامیده می‌شود، پر از الکترون است (در دماهای متناهی این نوار می‌تواند با جابه‌جایی حالت‌های تهی، رسانایی را موجب شود). بار الکتریکی در یک جامد مانند یک سیال است و حالت‌های تهی مانند حباب در سیال رفتار می‌کنند، از این رو حفره نامیده می‌شوند. در نیمه‌رساناها نوار بالایی، تقریباً خالی از الکترون است و در بردارنده حالت‌های الکترونی برانگیخته است (الکترون‌ها از پیوند کووالانسی جایگزیده، به حالت‌های گسترده در بدنه بلور می‌روند)، چنین الکترون‌هایی، با به کارگیری یک میدان الکتریکی شتاب می‌گیرند و در شار جریان شرکت می‌کنند، بدین جهت این نوار، نوار رسانش نامیده می‌شود. اختلاف انرژی دو نوار، گاف نواری نامیده می‌شود که ناحیه ممنوع انرژی است [۲۸-۲۷٫[  شکل ۳-۱ نحوه قرارگیری ترازها، نوارها و گاف انرژی را نشان می‌دهد.
شکل (۳-۱) نحوه قرارگیری ترازها، نوارها و گاف انرژی
۳-۲-۲- گاف نواری مستقیم و غیرمستقیم در نیمه‌رساناها
می‌توان نمودار نوار انرژی الکترون در مقابل اندازه حرکت را رسم کرد و از روی آن دو گروه اصلی از نیم‌رساناها که دارای گاف مستقیم یا غیرمستقیم هستند را تشخیص داد. مینیمم نوار رسانش و ماکزیمم نوار ظرفیت، نسبت به هم، به دو صورت واقع می‌شوند. وقتی مینیمم نوار رسانش و ماکزیمم نوار ظرفیت، در اندازه حرکت یکسانی قرار می‌گیرند، نیمه‌رسانا یک نیمه‌رسانای مستقیم نامیده می‌شود. در این حالت وقتی الکترون از نوار ظرفیت به نوار رسانش جهش می‌کند، تغییری در اندازه حرکت آن به وجود نمی‌آید. گالیم‌آرسناید و اکسید روی مثال‌هایی از این مورد هستند. از طرف دیگر وقتی مینیمم نوار رسانش و ماکزیمم نوار ظرفیت، در اندازه حرکت یکسان قرار نگیرند، یک نیمه‌رساناهای غیرمستقیم خواهیم داشت. در این حالت برانگیختگی یک الکترون از نوار ظرفیت به نوار رسانش، نه تنها نیاز به صرف انرژی زیادی دارد، بلکه، تغییری در اندازه حرکت آن به وجود خواهد آورد. با چنین موقعیتی در سیلیکون رو به رو هستیم [۲۸]. اختلاف بین ساختارهای نواری مستقیم و غیر مستقیم برای تشخیص نیم‌رسانای مناسب برای قطعات با خروجی نوری بسیار اهمیت دارد. مثلاً گسیلنده‌های نوری نیمه‌رسانا عموماً باید از مواد با قابلیت انتقال مستقیم ساخته شوند.
در نیمه‌رساناهای مستقیم، یک فوتون با انرژی E_g=hν ، می‌تواند یک الکترون را از نوار ظرفیت به نوار رسانش برانگیخته کند (عبور مستقیم). اما در نیمه‌رساناهای غیرمستقیم، این نوع عبور، امکان پذیر نمی‌باشد. به دلیل آن‌که فوتون‌ها اندازه حرکت بسیار کوچکی دارند، در حالی‌که الکترون باید دستخوش تغییر بزرگی در اندازه حرکت شود. در این موارد، عبور الکترون از نوار ظرفیت به نوار رسانش، می‌تواند با اتلاف یک فونون شبکه (انرژی گرمایی) رخ دهد، در این صورت اندازه حرکت مورد نیاز، تأمین می‌شود (عبور غیرمستقیم؛ به دلیل برهم‌کنش بین اتم‌ها، یک جامد مدهای ارتعاشی دارد. کوانتوم انرژی ارتعاشی، فونون نامیده می‌شود، در برهم کنش فونون- الکترون انرژی و اندازه حرکت پایسته می‌مانند). البته عبورهای مستقیم نیز امکان پذیر هستند، اما یک انرژی فوتونی مینیمم برای برانگیخته کردن الکترون مورد نیاز است که بزرگتر از گاف انرژی باشد [۳۰-۲۹٫[
۳-۲-۳- انتقال حامل در نیمه‌رسانا
پارامتر مهم دیگر در نیمه‌رساناها، قابلیت تحرک^[۲۸] یا سرعت رانش حامل بار بر واحد میدان الکتریکی می‌باشد که با رابطه بیان می‌شود. این پارامتر برای الکترون‌ها و حفره‌ها به صورت مثبت تعریف می‌شود. الکترون‌ها، بوسیله انرژی گرمایی، به صورت تصادفی در همه جهات، حرکت می‌کنند. پس از طی مسافت کوتاهی، الکترون‌ها به یک اتم شبکه یا یک اتم ناخالصی و یا یک مرکز پراکندگی دیگر برخورد می‌کنند. این فرایند پراکندگی موجب می‌شود الکترون مقداری از انرژی خود را از دست بدهد. متوسط زمان بین برخوردها، زمان آزاد میانگین،  ، نامیده می‌شود. هنگامی که میدان الکتریکی کوچکی، E، بر نیمه رسانا اعمال شود، نیروی - qE ، به الکترون‌ها وارد می‌شود و به آن‌ها شتابی در خلاف جهت میدان می‌دهدq) مقدار بار الکتریکی است). مؤلفه حرکت تولید شده بوسیله میدان الکتریکی، سرعت سوق، ، نامیده می‌شود. تغییر اندازه حرکت الکترون در یک زمان آزاد میانگین، با رابطه زیر داده می‌شود [۲۷[:
(۳-۱)
(۳-۲)
هنگامیکه میدان الکتریکی به یک نیمه‌رسانا اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها، برای کاهش انرژی پتانسیل، جریان پیدا می‌کنند. هنگامی که نیمه رسانای نوع n با مساحت سطح مقطع A در میدان الکتریکی واقع شود و جریان الکترون،  باشد، چگالی جریان الکترونی با رابطه زیر داده می‌شود[۲۷: [
(۳-۳)
به همین ترتیب چگالی جریان حفره، Jp ، تعریف می‌شود. چگالی جریان نهایی، ناشی از میدان الکتریکی، که از جمع چگالی جریان الکترون‌ها و حفره‌ها حاصل می‌شود، جریان سوق ^[۲۹] نام دارد:
(۳-۴)
رسانایی نامیده می‌شود. باید توجه داشت که اگرچه الکترون‌ها و حفره‌ها در خلاف جهت یکدیگر حرکت می‌کنند، اما با توجه به اینکه علامت آنها نیز مخالف هم است جهت جریان ناشی از آنها یکسان است. هنگامی که یک تغییر فضایی در تراکم الکترون‌ها در نیمه رسانا بوجود می‌آید، الکترون‌ها از ناحیه با تراکم بالا به سمت تراکم کمتر جریان پیدا می‌کنند. این جریان، جریان پخش^[۳۰] نام دارد. با فرض یک بعدی بودن، الکترون‌ها از راست به چپ جریان پیدا می‌کنند و آهنگ چگالی جریان الکترونی بر مساحت واحد به صورت زیر داده می‌شود [۲۷ :[
(۳-۵)
ضریب پخش الکترونی است و با رابطه انشتین داده می‌شود و گرادیان تراکم الکترون‌ها در یک بعد است. بنابراین چگالی جریان پخش الکترون از رابطه زیر بدست می‌آید [۲۷ :[
(۳-۶)

نیستانی که بر در هستند

نه کمر بر درش کنون بستند

کز ازل پیش عشق و همّت و زور

خود کمر بسته زاده اند چو مور

شاعر در این بیت عرفانی بیان می دارد : در طلب معشوق آن چنان صاحبّ مجاهده باش که آن گاه که مرگ بر تو تاخت ، جان تو بوی معشوق را در کویش در یابد و با بوی آن آشنا باشد.

جهد کن تا چو مرگ بشتابد

بوی جانت به کوی او یابد

۹-۲-۴ ذکر هدایت قرآن:

سنائی در این ابیات بیان می دارد : عاشقان و خواستاران حقیقت ، راهیان و رهروانی پنداشته شده اند که قرآن رهبر و راهنمای آنان است ، با چشم زدی بر این باور عارفانه که راهیان راه حقیقت را از رهبر و راهنما گریز و گریزی نیست و غافلان و از راه ماندگان ، بیچارگان و به چاه افتادگانی پنداشته شده اند و قرآن ریسمان دست آویزی که می تواند خود را بدان از چاه غفلت و بیراهی بیرون آورند.
قرآن را ریسمان پنداشتن و شاعر گویای این نکته که ای انسان غفلت زده ، جان تو در سیاهچال دنیازدگی و هواپرستی به دام افتاده ، رهنمودها و هدایتگری های قرآن ریسمان و دست آویزی است که اگر به آن چنگ زنی می توانی خویش را از این چاه تباه و سیاه رها سازی.

رهبر است او و عاشقان راهی

رسن است او و غافلان چاهی

در بن چاه جانت را وطن است

نور قرآن به سوی او رسن است

سنائی با اندکی تکلّف چهار عنصر آب و باد و خاک و آتش را در یک مصرع با هم آورده تا بگوید : اگر برای رهایی خویش از بن چاه دنیازدگی کاری نکنی . و رهنمودهای قرآن را دستاویز نسازی ، چیزی نمی گذرد که آب و هوای این چاه یعنی وابستگی های دنیایی و وسوسه های نفسانی ، تو را به آتش خویش بسوزاند و به خاک خجلت و خواری سپارد.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

ورنه گشتی به قعر چاه هلاک

آب و بادت دهد به آتش و خاک

سنائی در این ابیات عرفانی و دینی می گوید : اگر می خواهی چون یوسف به شکوه و شاهی برسی ، چنگ در وی ( = قرآن) زن و برآی از چاه . و آن گاه چونان یوسف شایسته شاهی و شکوه می گردی که اسرار قرآن را دریابی.

گر همی یوسفیت باید و جاه

چنگ در وی زن و برآی از چاه

سنائی در این بیت ، بٌشری را نام کسی پنداشته که یوسف را با ریسمان و دلو از چاه بیرون آورد و بر این پایه خرد آدمی را مانند بشری رهاننده و نجات بخشی شمرده که با ریسمان قرآن آدمی را از چاه سیاهی و تباهی رها می سازد.

تو چو یوسف به شاهی ارزانی

گردی آنگه که سر او دانی