| المستخلص: |
تتضمن الدراسة تحضير ثنائي أوكسيد التيتانيوم ذي الخصائص النانوي بطريقة (Sol-gel) وبعدها يتم تحوير فجوة طاقة ثنائي أوكسيد التيتانيوم بواسطة التشويب والاختزال بالمركبات المختزلة (NaBH4, AILiH4). لتقليل مسافة المنطقة الفارغة التي لا تحتوي على مستويات طاقة والتي تعرف حسب نظرية الحزمة بفجوة الطاقة الممنوعة (Forbidden Energy Gap). وبالتالي تسهل عملية انتقال الإلكترونات المثارة من حزمة التكافؤ (VB) إلى حزمة التوصيل (CB) عند امتصاص فوتون ضوئي يمتلك طاقة مساوية أو أكبر من طاقة فجوة الحزمة ونتيجة لانتقال هذه الإلكترونات سوف يتولد الزوج (الكترون_ ثقب) الذي يعمل على تكوين جذر الهيدروكسيل الحر (OH) ويمتلك الأخير القدرة العالية في تحطيم الملوثات العضوية الممتزة على سطح المحفز الضوئي TiO2. تم دراسة الخصائص البصرية باستخدام جهاز الأشعة فوق البنفسجية / المرئية (الامتصاصية (A) وفجوة الطاقة (Eg) ومعامل الامتصاصية (a)) كل من TiO2 المحضر و TiO2 المشوب وأظهرت الامتصاصية لـ TiO2 المشوب إزاحة نحو الأطوال الموجية الحمراء حيث وجد قيم فجوة الطاقة ل TiO2 المشوب 2.0 ev) و 2.25 ev و 2.7 ev و(2.0 ev لـ (TiO2-NaBH4 (550˚C)) و (TiO2-NaBH4 )750˚C)) و (TiO2 -AlLiH4 (500 ˚C)) و (TiO2 -AlLiH4 (750˚C)) على التوالي. شخص تركيب الدقائق المحضرة بواسطة حيود الأشعة السينية (XRD) وقد أظهرت نتائج جيدة مقارنة مع نتائج قياسية وكذلك الحصول على مواد محضرة جديدة نتيجة التفاعل الاختزالي الحاصل بين TiO2و (NaBH4, AlLiH4) . وحدد حجم الدقائق وتوزيعها باستخدام مايكروسكوب القوة الذرية (AFM) ولمعرفة شكل السطح وأشكال وأقطار التراكيب النانوية تم قياسها بجهاز المجهر الإلكتروني الماسح (SEM). وقد استخدمت في تحليل مجهري طاقة الأشعة السينية المتشتتة (EDX) لدراسة التركيب الكيميائي للعينات كاملة. وتم دراسة تفاعلات التحفيز الضوئي باستخدام مطيافية الأشعة المرئية حيث دراسة تأثير المحفزات الضوئية على سرعة تفكك لصبغة المثلين الأزرق باستخدام المحفزات TiO2 المحضر وTiO2 المحور (TiO2 -NaBH4 (550˚C, 750˚C), TiO2 - AlLiH4 (500˚C), 750˚C) باستخدام وزن ثابت للمحفز والصبغة وكان أفضل وزن أعطى اعلى نسبة تفكك للصبغة هو (1*10-4 M). وعند أفضل وزن تم دراسة تأثير العديد من العوامل على سرعة تفكك الملوث منها تأثير تغير الدالة الحامضية pH مختلفة (حامضية 4.5 وقاعدية 9.4 ومتعادلة 7.1) ووجد أن أعلى نسبة في تفكك للصبغة كانت في الوسط الحامضي مقارنة مع المتعادل ثم القاعدي. تم دراسة تأثير تغير درجة الحرارة عند درجات حرارية (˚C 20, 30, 40)، ووجد أنه كلما ازدادت درجة الحرارة ازدادت نسبة التفكك للصبغة وبحسب هذا تكون العلاقة بين درجة الحرارة وسرعة تفكك الصبغة طردية، وتم حساب طاقة التنشيط لكل تفاعل باستخدام معادلة أرينيوس. وجد أعلى نسبة في تفكك للصبغة في التفاعلات الضوئية تكون مع المحفز (TiO2 – AlLiH4) ثم المحفز (TiO2-NaBH4) وبينت النتائج خضوع جميع التفاعلات إلى قانون الدرجة الأولى وبقيم ثوابت سرعة مختلفة. تم دراسة المقارنة بين فعالية المحفز TiO2 المجرد والمحفز TiO2 المحور تحت أشعة UV مره وتفاعلات الظلام مرة أخرى في الظروف نفسها من التركيز الابتدائي للملوث وحامضية محلوله المائي ودرجة الحرارة وبينت النتائج عدم حدوث تحطيم للصبغة عند وجود العوامل المحفزة فقط من دون وجود الضوء.
|
