دانشگاه آزاد اسلامي
واحد شاهرود
دانشکده علوم پايه،گروه شيمي
پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد
عنوان:
استفاده از مزوپروسSnO2/Al-MCM-41 تحت تابش نور مريي وماوراء بنفش براي تجزيه نوري رنگدانه متيلن بلو
استاد راهنما:
دکتر مجيد مظفري
استاد مشاور :
دکتر جعفر ابولي
نگارش:
صفورا جاهدي
زمستان 1391
بسمه تعالي
تعهدنامه اصالت رساله پايان نامه
اينجانب صفورا جاهدي دانش آموخته مقطع کارشناسي ارشد ناپيوسته در رشته شيمي فيزيک که در تاريخ 20/12/1391از پايان نامه خود تحت عنوان” استفاده از مزوپروسSnO2/Al-MCM-41تحت تابش نور مريي وماوراء بنفش براي تجزيه نوري رنگدانه متيلن بلو” با کسب نمره 58/17و درجه خوب دفاع نموده ام بدينوسيله متعهد مي شوم :
اين پايان نامه حاصل تحقيق و پژوهش انجام شده توسط اينجانب بوده و در مواردي که از دستاوردهاي علمي و پژوهشي ديگران (اعم از پايان نامه ، کتاب ، مقاله و …) استفاده نموده ام ، مطابق ضوابط و رويه موجود ، نام منبع مورد استفاده و ساير مشخصات آن را در فهرست مربوطه ذکر و درج کرده ام .
اين پايان نامه قبلاً براي دريافت هيچ مدرک تحصيلي (هم سطح ، پايين تر يا بالاتر) در ساير دانشگاه ها و موسسات آموزش عالي ارائه نشده است .
چنانچه بعد از فراغت از تحصيل ، قصد استفاده و هرگونه بهره برداري اعم از چاپ کتاب ، ثبت اختراع و … از اين پايان نامه داشته باشم ، از حوزه معاونت پژوهشي واحد مجوزهاي مربوطه را اخذ نمايم .
چنانچه در هر مقطعي زماني خلاف موارد فوق ثابت شود ، عواقب ناشي از آن را مي پذيرم و واحد دانشگاهي مجاز است با اينجانب مطابق ضوابط و مقررات رفتار نموده و در صورت ابطال مدرک تحصيلي ام هيچگونه ادعايي نخواهم داشت .
نام و نام خانوادگي
تاريخ و امضاء
سپاسگذاري
قبل از هر چيز خداوند متعال را سپاس مي گويم که توفيق نوشتن اين پايان نامه رابه من ارزاني داشته و جلوه هاي بيشتري از خلقت خويش را بر ما نمايان ساخت. در ادامه از زحمات بي دريغ استاد راهنماي ارجمندم جناب آقاي دکتر مجيد مظفري و استاد مشاور محترم جناب آقاي دکتر جعفر ابولي که در اين مقطع با صبر و شکيبايي به من علم آموختند، کمال تشکر و سپاس را دارم.
تقديم به
“صالحان راهنماو فرهيختگان بي مدعا”
تقديم به پدر و مادر گرامي و همسر عزيزم که با صبرو تحمل وبا زحمات بي شايبه و ياري خود،در کليه مراحل همواره مشوق و يارو مددکار من بوده که توصيه هاي گرانقدرشان چراغي بوده و هست فرا روي راهم.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکيده1
مقدمه2
فصل اول: مقدمه اي بر نانوتکنولوژي
1-1-نانو چيست5
1-2- فناوري نانو چيست8
1-3-گذر از ميکرو ذرات با نانو ذرات10
1-4- نانو تکنولوژي12
1-5- نانو مواد13
1-6-خطرات نانو مواد14
1-7-خواص و کاربردهاي نانو مواد15
1-8- مراحل اثرگذاري نانوذرات بر سلامتي16
1-9- برخي راه‌هاي كنترل اثرات مضرنانوذرات17
1-10- فوتوکاتاليست چيست17
1-11-اصولو فرايند فوتوکاتاليستي18
1-12-کاتاليزور چيست19
1-13- مفهوم فوتوکاتاليست ها و نحو? عملکرد آنها20
114– کاربردها و برخي از خواص فتوکاتاليستها21
فصل دوم: نانو کامپوزيت ها
2-1- نانو کامپوزيت چيست24
2-2- شيمي و فناورينانو25
2-3- روشهاي ساخت نانو26
2-3-1- روشهاي مکانيکي28
2-3-2- روش فيزيکي28
2-3-3- روش هيدروترمال و سولوترمال28
2-3-4-روش رسوبگذاري30
2-3-5- روش سل- ژل30
2-4- روش هاي اندازه گيري خواص35
2-5- روشهاي ميکروسکوپي35
2-5-1- ميکروسکوپ الکتروني روبشي(SEM)36
2-5-2- ميکروسکوپ الکتروني عبوري(TEM)37
2-5-3-روش پراش اشعه ايکس(XRD)38
2-5-4-روشهاي طيف سنجي (اسپکتروفتومتر)40
فصل سوم:آزمايشات
3-1- مقدمه43
3-2- دستگاه‌هاي مورد استفاده براي شناسايي نانوذرات43
3-2-1- دستگاه پراش اشعة ايكس (XRD)43
3-2-2- دستگاه ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)44
3-2-3- دستگاه ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)44
3-2-4- دستگاه اسپكتروفتومتري مرئي- فرابنفش (UV-Vis)44
3-3- مواد اوليه44
3-4-معرفي نانو ذرات دي اکسيد قلع(SnO2)45
3-5-کاربرد دي اکسيد قلع(SnO2)45
3-6-تهيه نانو کامپوزيت SnO246
3-7-بررسي مورفولوژي نانو ذراتSnO2توسط SEM46
3-8- بررسي پراش اشعه ايکس() نانو ذرات SnO246
3-9–تجزيه عنصري ()نانوذرات SnO247
3-10-تهيه نانو کامپوزيتAl-MCM-4149
3-12-بررسي پراش اشعه ايکس نانو ذرات Al-MCM-4150
3-12-2- بررسي پراش اشعه ايکس() نانو ذراتAl-MCM-41با نسبت Si/Al 7551
3-12-3- بررسي پراش اشعه ايکس() نانو ذراتAl-MCM-41با نسبت Si/Al 10052
3-12-4- بررسي پراش اشعه ايکس() نانو ذراتAl-MCM-41 با نسبت Si/Al 15053
3-13- بررسي مورفولوژي نانو ذرات Al-MCM-41توسط .54
3-13-1- بررسي مورفولوژي نمونه Al-MCM-41با نسبت Si/Al 25توسط54
3-13-2 بررسي مورفولوژي نمونه Al-MCM-41با نسبت Si/Al 75توسط54
3-13-3-بررسي مورفولوژي نمونه Al-MCM-4با نسبت Si/Al 150توسط55
3-14-تهيه نانو کامپوزيت SnO2/Al-MCM-41 در محيط اسيدي55
3-15- بررسي پراش اشعه ايکس() نانو ذراتSnO2/Al-MCM-4156
3-16- بررسي مورفولوژي نانو ذرات SnO2/Al-MCM-41در محيط اسيدي توسط 57
3-17-تجزيه عنصري ()نانوذرات/Al-MCM-41SnO2 در محيط اسيدي58
3-18- بررسي مورفولوژي نانو ذرات SnO2/Al-MCM-41توسط TEM59
3-19-تهيه نانو کامپوزيت SnO2/Al-MCM-41 در محيط بازي59
3-20- بررسي پراش اشعه ايکس() نانو ذراتSnO2/Al-MCM-41 60
3-21- بررسي مورفولوژي نانو ذرات SnO2/Al-MCM-41در محيط بازي توسط 61
3-22-تجزيه عنصري ()نانوذرات/Al-MCM-41SnO2در محيط بازي62
3-23-بررسي خاصيت فوتوکاتاليستي نانو کامپوزيت SnO2/Al-MCM-4163
3-24- اندازه گيري فعاليت فتوکاتاليستي63
3-25- فعاليت فتوکاتاليستي نانو کامپوزيتSnO2/Al-MCM-41تحت تابش امواج ماوراي 63
3-26- تعيين ثابت سرعت واکنش هاي فتوکاتاليستي65
فصل چهارم: نتيجه گيري و پيشنهادات
4-1- نتيجه گيري67
4-2- پيشنهادات68
فهرست منابع69
چکيده انگليسي71
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
جدول (1-1). برخي از رويدادهاي مهم تاريخي در فناوري و علوم نانو8
جدول (1-2). برخي کاربرد هاي فعلي و آينده موادنانو14
جدول (3-1). مواد اوليه مصرفي44
جدول (3-2). ثابتهاي سرعت تجزيه نوري متيلن بلو بوسيله نانو کامپوزيت …SnO2/Al-MCM-4165
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل (1-1). مقايسه6
شکل (1-2). مراحل مختلف آلودهسازي بدن توسط نانوموا16
شکل(1-3). شماتيکي ازفرايند تجزيه موادآلي به18
شکل(1-4). طرح شماتيکي از خواص فتوکاتاليستها21
شکل(2-1). طرح شماتيکي از روش بالا به پايين و روش پايين به بالا27
شکل(2-2). طرح شماتيکي از خلاصهي فرايند سل- ژل33
شکل(2-3). الکتروني شماتيکي از ميکروسکوپ روبشي36
شکل(2-4).شماتيکي ازميکروسکوپ الکتروني عبوري38
شکل(2-5). طرح پراش اشعه ايکس39
شکل(2-6) پهناي پيک در نصف ارتفاع39
شکل (3-1). تصويري از نانو ذره SnO2را که از طريق ميکروسکوپ الکتروني SEM46
شکل(3-2). پراش اشعه ايکس نانو ذرات SnO247
شکل(3-3). تجزيه عنصري نمونه SnO248
شکل(3-7). بررسي پراش اشعه ايکس (XRD)نانو ذرات Al-MCM-41(Si/Al25)50
شکل(3-8). بررسي پراش اشعه ايکس() نانو ذراتAl-MCM-41با نسبت Si/Al 7551
شکل(3-9). بررسي پراش اشعه ايکس() نانو ذراتAl-MCM-41 با نسبت Si/Al 10052
شکل(3-10).بررسي پراش اشعه ايکس() نانو ذراتAl-MCM-41با نسبت Si/Al 15053
شکل(3-11). تصاويري از را براي نمونه Al-MCM-41با نسبت Si/Al 2554
شکل(3-12). تصاويري از را براي نمونه Al-MCM-41بانسبت Si/Al 7554
شکل(3-13). تصاويري از را براي نمونه Al-MCM-41با نسبت Si/Al 15055
شکل(3-14). بررسي پراش اشعه ايکس نانو ذراتSnO2/Al-MCM-41 56
شکل(3-15). بررسيمورفولوژي نانو ذرات SnO2/Al-MCM-41در محيط اسيدي توسط 57
شکل(3-16). تجزيه عنصري نمونه نانوذرات/Al-MCM-41SnO2 در محيط اسيدي58
شکل(3-17). بررسي مورفولوژي نانو ذرات SnO2/Al-MCM-41توسط TEM59
شکل(3-18). پراش اشعه ايکس نانو ذراتSnO2/Al-MCM-41 با نسبت Si/Al 150 در محيط بازي60
شکل(3-19). بررسي مورفولوژي نانو ذرات SnO2/Al-MCM-41در محيط بازي توسط 61
شکل(3-20). تجزيه عنصري نمونه نانوذرات/Al-MCM-41SnO2در محيط بازي62
شکل(3-21). تجزيه نوري متيلن بلو بوسيله نمونه هاي(a)Al-MCM-4164
چکيده
طبق گزارشات به عمل آمده فوتوکاتاليست هاي ناهمگن براي تجزيه نوري ترکيبات آلاينده مناسب هستند .بسياري از اکسيدهاي فلزي نيمه رسانا نظير :TiO2,SnO2, ZnO2وغيره بعنوان فوتوکاتاليست در واکنش هاي شکست آب ,سنتز ترکيبات آلي وحذف آلودگي پسابها مي توانند بکار گرفته شوند .در اين پروژه ما با استفاده از روش هيدروترمال مزوپروس AL-MCM-41را از درصد هاي مختلف آلومنيوم سنتز کرده ونانو ذرات SnO2 را بر روي مزوپروس نشانده و خاصيت فوتوکاتاليستي آن را بررسي نموده ايم .
براي بررسي مورفولوژي و اندازه نانو کامپوزيتهاي بدست آمده از تکنيک پراش اشعه ايکس (XRD),دستگاه FTIR ,ميکروسکوپ الکتروني روبشي ,(SEM) ميکروسکوپ الکتروني عبوري استفاده شد .
فعاليت فوتوکاتاليستي نانوکامپوزيت SnO2/Al-MCM-41در دو محيط بازي و اسيدي بوسيله متيلن بلو به عنوان يک مدل آلودگي آلي وتحت تابش نور لامپ جيوه فشار بالا به عنوان منبع نور ماوراء بنفش انجام شد .نانو کامپوزيت SnO2/Al-MCM-41در محيط اسيدي تحت تابش نور ماوراء بنفش بيشترين ثابت سرعت 0.049بردقيقه رانشان ميدهد.
مقدمه:
يکي از زمينه هاي رو به رشد در حيطه نانو مواد توسعه روشهاي توليد نانو ذرات و در نهايت صنعتي کردن آن است در نانو ذرات و به طور کلي در نانو ساختار ها, ريز بودن اندازه ذرات در مقياس نانو خواص منحصر به فردي اعم از خواص الکترونيکي, الکتريکي اپتيکي و…..ايجاد مي کند.,اگر چه امروزه تعيين دقيق اين گازها توسط دستگاههاي آناليز مانند کروماتوگرافي گازي ,اسپکتروسکپي جرمي و مادون قرمز ميسر است اما اين دستگاهها گرانقيمت وپيچيده هستند و کارکردن با آنها نيازمند به مهارتهاي خاصي است.از اين سنسور هاي گازي به لحاظ سادگي حجم کم وحساسيت بالا مي توانند جايگزين مناسبي براي سيستم هاي فوق باشند.تخريب آلايندههاي آلي به علت افزايش آلودگي محيط زيست در سالهاي اخير موجب شده است که فتوکاتاليست جهت درک علمي و کاربردهاي بالقوه، به طور گسترده مورد توجه قرار گيرد. فتوکاتاليستSnO2 به علت پايداري فتوشيميايي عالي، هزينه پايين و غير سمي بودن، در پاکسازي محيط زيست از طريق تخريب آلايندههاي آلي و توليد هيدروژن از طريق شکافتن آب کاربرد گستردهاي دارد . از انجايي که نيمه رساناهاي فوتوکاتاليستي در دو دهه گذشته جاذبه هاي زيادي را در حذف آلودگي ها در محيط زيست ايجاد نموده اند . لذا در اين تحقيق سعي مي شود نانو کامپوزيت SnO2/Al-MCM-41را سنتز و خواص فوتوکاتاليستي آن را در رفع آلاينده ها بررسي نماييم. [7،6،5،4،3،2،1].
تاريخچه ي نانو تکنولوژي در دنيا
در طول تاريخ بشر از زمان يونان باستان، مردم و به خصوص دانشمندان آن دوره بر اين باور بودند كه مواد را مي توان آنقدر به اجزاء كوچك تقسيم كرد تا به ذراتي رسيد كه خردناشدني هستند و اين ذرات بنيان مواد را تشكيل مي دهند، شايد بتوان دموكريتوس فيلسوف يوناني را پدر فناوري و علوم نانو دانست چرا که در حدود 400 سال قبل از ميلاد مسيح او اولين كسي بود كه واژة اتم را كه به معني تقسيم نشدني در زبان يوناني است براي توصيف ذرات سازنده موادبه كاربرد.
با تحقيقات و آزمايش هاي بسيار، دانشمندان تاکنون 108 نوع اتم و تعداد زيادي ايزوتوپ كشف كرده اند. آنها همچنين پي برده اند كه اتم ها از ذرات كوچكتري مانند كوارك ها و لپتون ها تشكيل شده اند. با اين حال اين كشف ها در تاريخ پيدايش اين فناوري پيچيده زيادمهم نيست.
نقطه شروع و توسعه اوليه فناوري نانو به طور دقيق مشخص نيست. شايد بتوان گفت كه اولين نانوتكنولوژيست ها شيشه گران قرون وسطايي بوده اند كه از قالب هاي قديمي) (Medieal forges براي شكل دادن شيشه هايشان استفاده مي كرده اند. البته اين شيشه گران نمي دانستند كه چرا با اضافه كردن طلا به شيشه رنگ آن تغيير ميكند. در آن زمان براي ساخت شيشه هاي كليساهاي قرون وسطايي از ذرات نانومتري طلا استفاده مي شده است و با اين كار شيشه هاي رنگي بسيار جذابي بدست مي آمده است. اين قبيل شيشه ها هم اكنون در بين شيشه هاي بسيار قديمي يافت مي شوند. رنگ به وجودآمده در اين شيشه ها برپايه اين حقيقت استوار است كه مواد با ابعاد نانو داراي همان خواص مواد با ابعاد ميكرو نمي باشند.
در واقع يافتن مثالهايي براي استفاده از نانو ذرات فلزي چندان سخت نيست.رنگدانه هاي تزييني جام مشهور ليکرگوس در روم باستان (قرن چهارم بعد از ميلاد) نمونه اي از آنهاست. اين جام هنوز در موزه بريتانيا قرار دارد و بسته به جهت نور تابيده به آن رنگهاي متفاوتي دارد. نور انعکاس يافته از آن سبز است ولي اگر نوري از درون آن بتابد، به رنگ قرمز ديده مي شود آناليز اين شيشه حکايت از وجود مقادير بسيار اندکي از بلورهاي فلزي ريز 007(nm) دارد.که حاوي نقره و طلا با نسبت مولي تقريبا 14 به 1 است حضور اين نانوبلورها باعث رنگ ويژه جام ليکرگوس گذشته است. اخيراً در عمليات باستان شناسي کشف شده که برخي از سراميکهاي لعابدار دورهي خلفاي عباسي داراي طرحي بسيار پيچيده هستند و چندين رنگ و تلالو رنگين کماني را از خود نشان ميدهند. تعدادي از اين کاشيها در برخي مساجد کشور تونس به کار برده شده است. وقتي نور سفيد به اين سراميکها برخورد ميکند، بسته به زاويه تابش رنگ لعاب عوض ميشود (مانند بال پروانه يا رنگ روي لوحهاي فشرده). اين جلوهها از کنار هم قرار گرفتن تناوبي نانو ذرات که هر ذره خواص نوري منحصر به فردي دارد، به وجود ميآيد. [9،8].
فصل اول :
مقدمه اي بر نانو تکنولوژي
1-1-نانو چيست؟
واژه فناوري نانو اولين
بار توسط نوريوتاينگوچي استاد دانشگاه علوم توكيو در سال 1974 بر زبانها جاري شد. او اين واژه را براي توصيف ساخت مواد )وسايل ( دقيقي كه تلورانس ابعادي آنها در حد نانومتر مي باشد، به كار برد. در سال 1986 اين واژه توسط كي اريك دركسلر در کتابي تحت عنوان (موتور آفرينش:آغاز دوران فناوري نانو). بازآفريني و تعريف مجدد شد وي اين واژه را به شكل عميق تري در رساله دكتراي خود مورد بررسي قرار داده و بعدها آنرا در کتابي تحت عنوان( نانوسيستم ها ماشين هاي مولكولي چگونگي ساخت و محاسبات آنها)توسعه داد. [10،9].
نانو تکنولوژي در ترجمه لفظ به لفظ، به معني تکنولوژي بسيار کوچک( نانو، به معني بسيار بسيار کوچک، مقياس 10 به توان منفي 9 بار )کوچکترمي باشد.اين مقياس را با ذکر مثال هاي عيني بهتر مي توان حس کرد.
يک تار موي انسان به طور متوسط قطري حدود 50000نانو متر دارد يک سلول باکتري قطري معادل چند صد نانو متر دارد کوچکترين اشياي قابل ديد توسط چشم غير مسلح اندازه اي حدود 10000نانو متر دارند فقط حدود 10 اتم هيدروژن در يک خط يک نانو متر را ميسازند براي درک بيشتر اين مقياس در شکل 1-1 مقايسه اي بين مقياس طولي گوناگون نشان داده شده است.
شکل (1-1). مقايسه طول هاي مختلف
به بيان ساده علم نانو مطالعه اصول اوليه مولکولها و ساختارهاي با ابعاد بين 1 تا 100 نانومتر است. اين ساختارها را نانوساختار ميناميم. نانوفناوري، کاربرد اين ساختارها در دستگاههاي با اندازه نانومتري است.
نانوفناوري، توانمندي توليد مواد، ابزارها و سيستمهاي جديد با در دست گرفتن کنترل در سطح مولکولي و اتمي و استفاده از خواص آنها در مقياس نانو ميباشد. از تعاريف فوق بر ميآيد که نانوفناوري يک رشته نيست بلکه رويکرد جديدي در تمام رشتههاست. براي نانوفناوري کاربردهايي را در حوزههاي مختلف از غذا، دارو، تشخيص پزشکي و بيوفناوري تا الکترونيک، کامپيوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژي، محيط زيست، مواد، هوا و فضا و امنيت ملي برشمردهاند.کاربردهاي وسيع اين عرصه و پيامدهاي اجتماعي سياسي و حقوقي آن، اين فناوري را به عنوان زمينه فرارشتهاي و فرابخش مطرح نموده است و ميتوان گفت يکي از ويژگيهاي مهم نانوفناوري جنبه چند رشتهاي آن است. مفهوم چند رشتهاي در نانوفناوري بدان معناست که نيروي کاري نانوفناوري بايد داراي بينش وسيعي از مفاهيم زيست شناسي، فيزيک، شيمي، اصول مهندسي طراحي، کنترل فرايند و محصولات باشد. براي درک مفاهيم پايهاي و تدوين قوانين در مقياس نانو تقريباً به تمامي علوم نياز است.به عنوان مثال علم فيزيک مورد نياز است، زيرا دنياي نانو دنياي توابع موج، تونل زني کوانتومي و کشف نيروهاي اتمي ناشناخته است. علم شيمي مورد نياز است، زيرا روشهاي پيوند مولکولها با يکديگر و چگونگي ترکيب مواد را به ما ميآموزد. به اصول مهندسي نيز نياز است تا بتوان قابليت توليد حيات اقتصادي را تضمين نمود. اصل چندرشتهاي بودن نانوفناوري بيانگر اين حقيقت است که اين علم، رشته جديدي نيست بلکه رويکردي جديد در تمام رشتههاست و تمام عرصههاي مختلف علم و فناوري را در برميگيرد. استفاده از اين فناوري در کليه علوم باعث شده است که تحقيقات در زمينه نانو به عنوان چالش اصلي علمي و صنعتي پيش روي جهانيان باشد. نانوفناوري به طور کلي داراي سه شاخه نانوفناوري خشک، مرطوب و محاسبهاي است که از نظر کاربردي در علوم مختلف به خصوص در ساخت و توليد مواد الکترونيکي- پزشکي و صنايع غذايي کاربرد دارد. در اين مقياس برخي روابط فيزيکي که براي مواد معمولي کاربرد دارند، نقض ميشوند. براي مثال، يک سيم يا اجزاي يک مدار در مقياس نانو لزوماً از قانون اهم پيروي نميکنند. قانون اهم، به جريان، ولتاژ و مقاومت بستگي دارد. اما در مقياس نانو وقتي عرض سيم فقط به اندازه يک يا چند اتم باشد، الکترونها لزوماً بايد در صف و به ترتيب و يک به يک از سيم رد شوند. بنابراين ممکن است قانون اهم در اين مقياس تا حدودي نقض شود. در حقيقت در اين مقياس قوانين فيزيک کوانتوم وارد صحنه ميشوند و امکان کنترل خواص ذاتي ماده از جمله دماي ذوب، خواص مغناطيسي، ظرفيت بار و حتي رنگ مواد، بدون تغيير در ترکيب شيميايي ماده وجود خواهد داشت
جدول (1-1). برخي از رويدادهاي مهم تاريخي در فناوري و علوم نانو[20]
تاريخرويدادهاي مهم در زمينه فناوري نانو1857مايکل فارادي محلول کلوئيدي طلا را کشف کرد1905تشريح رفتار محلولهاي کلوئيدي توسط آلبرت انيشتين1932ايجاد لايههاي اتمي به ضخامت يک مولکول توسط لانگ مير1959سخنراني فاينمن با عنوان ” فضاي زياد در آن پايين وجود دارد”1974به کار بردن واژهي فناوري نانو براي اولين بار توسط نوريو تانيگوچي1985کشف ساختار جديدي از کربن C_60 1990شرکت IBM توانايي کنترل نحوه قرارگيري اتمها را نمايش گذاشت1991کشف نانولولههاي کربني1997ساخت اولين نانوترانزيستور2000ساخت اولين موتور DNA2001ساخت مدل آزمايشگاهي سلول سوختي با استفاده از نانولوله2003توليد نمونههاي آزمايشگاهي نانوسلولهاي خورشيدي
1-2-فناوري نانو چيست؟
بهبود توسعه و بکار گيري ساختار ها و ادوات در مقياس 1تا 100 نانو متر (مقياس اتمي و مولکولي) که در آنها خواص فيزيکي ,شيميايي و بيولوژي جديدي در مقايسه با مواد ميکرو ساختار پديدار مي شود.يا به عبارت ديگر فناوري نانو عبارت است از توانايي کار کردن در تراز اتمي مولکولي و فرا مولکولي در ابعاد بين 1تا100 نانومتر با هدف ساخت و دخل و تصرف در چگونگي آرايش اتمها يا مولکولها. در سالهاي اخير نانوتكنولوژي تبديل به يكي از زمينههاي بسيار جالب علمي شده است. مراكز دانشگاهي و صنعتي بسيار زيادي جهت بررسي و تحقيق در زمينهي مواد با ابعاد نانو گشايش يافتهاند و پيشرفتهاي سريع در زمينه توليد مدارهاي الكترونيكي كوچكتر در صنعت الكترونيك نيز مرهون اين فناوري ميباشد. امروزه فناوري نانو به يكي از مهمترين جنبههاي تحقيقاتي تبديل شده است. فناوري نانو، توانمندي توليد مواد، ابزارها و سيستمهاي جديد با كنترل در سطح مولكولي و اتمي و استفاده از خواصي است كه در آن سطوح ظاهر ميشوند. از همين تعريف ساده برميآيد كه فناوري نانو يك رشتهي جديد نبوده، بلكه رويكردي جديد در تمام رشتههاست. فناوري نانو عبارتست از شناخت خواص كوچكترين اجزا مواد و بكارگيري اين خواص در جهت ايجاد تكنولوژيهاي نوين و يا بهبود در كيفيت تكنولوژيهاي پيشين] 1[.
تعريف واحدي براي فناوري نانو که کاربرد جهاني داشته باشد وجود ندارد. موضوع فناوري نانو، توليد، مطالعه و به کار بستن ساختارهايي است که ابعاد آن ها کمتر از صد نانو متر باشد. يک نانو متر برابر يک ميليونوم يک ميلي متر است که برابر m 9-10 است. در مقايسه با قطر يک تار مو که برابر nm 50000 است مشاهده مي شود که يک نانو متر 50000 برابر از قطر يک تار مو کوچکتر است. همچنين قطر اتم هيدروژن در حدود nm 1/0 مي باشد.
اصول فناوري نانو بر اساس کاربرد هاي جديد بدست آمده از ترکيبات با ساختار ها يي در مقياس نانو است. اين کاربرد هاي جديد بيشتر از تغيير نسبت سطح به حجم اتم ها و رفتار کوانتوم مکانيکي آن ها نتيجه مي شود. بعلاوه فناوري نانو بخاطر نوآوري هايي که در صنايع مختلف ايجاد کرده بسيار مورد توجه قرار گرفته است. به کمک فناوري نانو مي توان به پيشرفت و کنترل فرآيند هاي صنعتي و مواد نانو مقياس خود آرا دست پيدا نمود. در فرآيند هاي خود آرا تحت شرايط محيطي مشخص، مواد نانو مقياسي به هم ملحق مي شوند و يک ساختار جديد را بوجود مي آورند. نانو ذرات به مواد طبيعي و مصنوعي ساخته شده در صنعت که کوچکتر از صد نانو متر باشند اطلاق مي شود. با توليد ذرات کوچکتر از صد نانو متر و بررسي آن ها مشاهده مي شود که بعضي از خواص و عملکرد هاي اين مواد تغيير مي کنند. بعضي از اين خواص عبارتند از رسانايي الکتريکي، مغناطش، رنگ، سختي مکانيکي، دماي ذوب ويژه و … که با تغيير اندازه و ساختار مواد تغيير مي کنند. به عنوان مثال مي توان به کادميم تلورايد (CdTe) اشاره کرد که بسته به اندازه ذرات در بازه 2 تا 5 نانو متر در رنگهاي مختلف ديده مي شود. [15،14،13].
سه خاصيت اساسي مواد که با تغيير اندازه ذرات تغيير مي کنند عبارتند از :
تغيير رفتار کوانتوم مکانيکي که نتيجه آن تغيير رنگ، شفافيت، سختي، مغناطش و رسانايي الکتريکي است.
افزايش سطح که منجر به تغيير نقطه ذوب و جوش، فعاليت شيميايي، اثرات کاتاليستي مي شود.
3-تغيير در ساختار مولکولي مواد که باعث افزايش توانايي سازگاري مواد، افزايش توانايي ترميم و توانايي خودآرايي اين مواد شده و کاربردهاي زيستي جديدي را باعث مي شود
1-3- گذر از ميكرو ذرات با نانو ذرات
با گذر از ميكرو ذرات به نانو ذرات، با تغيير برخي از خواص فيزيكي روبرو مي شويم، كه دو مورد مهم آنها عبارتند از : افزايش نسبت مساحت سطحي به حجم و ورود اندازه ذره به قلمرو اثرات كوانتومي.
افزايش نسبت مساحت سطحي به حجم كه به تدريج با كاهش اندازه ذره رخ مي دهد، باعث غلبه يافتن رفتار اتم هاي واقع در سطح ذره به رفتار اتم هاي دروني مي شود. اين پديده بر خصوصيات ذره در حالت انزوا و بر تعاملات آن با ديگر مواد اثر مي گذارد. مساحت سطحي زياد، عاملي كليدي در كاركرد كاتاليزور ها و ساختارهايي همچون الكترودها (يا افزايش كارآيي فناوري هايي همچون پيل سوختي و باتري ها) مي باشد. مساحت سطحي زياد نانو ذرات باعث تعاملات زياد بين مواد مخلوط شده در نانو كامپوزيت ها مي شود و خواص ويژه اي همچون افزايش استحكام يا افزايش مقاومت حرارتي يا شيميايي را موجب مي شود.
به محض آن كه ذرات به اندازه كافي كوچك شوند، شروع به رفتار مكانيك كوانتومي مي كنند. خواص نقاط كوانتومي مثالي از اين دست است. اين نقاط گاهي اتم هاي مصنوعي ناميده مي شوند؛ چون الكترون هاي آزاد آنها مشابه الكترون هاي محبوس در اتم ها، حالات گسسته و مجازي از انرژي را اشغال مي كنند.
علاوه بر اين، كوچك تر بودن ابعاد نانو ذرات از طول موج بحراني نور، آنها را نامرئي و شفاف مي نمايد. اين خاصيت باعث شده است تا نانو ذرات براي مصارفي چون بسته بندي، مواد آرايشي و روكش ها مناسب باشند.
برخي از خواص نانو ذرات با درك افزايش اثر اتم هاي سطحي يا اثرات كوانتومي به راحتي قابل پيش بيني نيستند. مثلاً اخيراً نشان داده شده است كه ” نانو كره هاي ” به خوبي شكل يافت? سيليكون به قطر 40 تا 100 نانومتر، نه تنها سخت تر از سيليكون مي باشند بلكه از نظر سختي بين سافير و الماس قرار مي گيرند.
مواد در مقياس نانو رفتار كاملاً متفاوت، نامنظم و كنترل نشده اي از خود بروز مي دهند. با كوچكتر شدن ذرات خواص نيز تغيير خواهند كرد. مثلاً فلزات، سختر و سراميك نرمتر مي شوند و يا آلياژي ها تا حدي سختر و سپس دوباره نرم مي شوند. خواص نوري و الكترو مغناطيسي نيز تحت تاثير اندازه بوده و با كاهش اندازه ذرات تغيير مي كنند. از اين خاصيت در تهيه حفاظتهاي خورشيدي و پليمرهاي بسته بندي استفاده شده است، با اين ترتيب كه حفاظهاي خورشيدي تنها نسبت به نور مرئي شفاف بوده و طول موجهاي كوتاهتر مثل اشعه ماوراء بنفش را جذب مي كنند.
بدين ترتيب اگر بتوانيم اتمها و مولكولهاي منفرد را دستكاري كنيم و در آرايش و پيكربندي 2 معيني در كنار يكديگر قرار بدهيم بايستي بتوانيم هر چيزي را كه مي خواهيم پديد آوريم.
تهيه پودر در ابعاد نانو يكي از مهمترين مراحل در فناوري نانو مواد است و مي توان گفت اصلي ترين مرحله در نانو مواد وجود روشهايي براي تهيه پودرهاي نانومتري است . زيرا مواد پيشرفته ، داراي فناوري هايي با دامنه وسيع كابرد و در حال رشد هستند. داشتن اطلاعاتي درباره نانو سراميكها و نانوفلزات و يا به طور كلي نانو پودرها ، كمك شاياني در ارزيابي روشهاي مختلف در توليد پودرهاي نانومتري خواهد كرد. سراميكهاي پيشرفته، غير آلي و غير فلزي بوده، تركيبات پودري ريز دارند ، همچنين خالص بوده، تركيبات شيميايي آنها اغلب پيچيده است و ساختاري بلوري دارند.
زمان ظهور نانو سراميكها را مي توان دهه 90 ميلادي دانست . در اين زمان بوده كه با توجه به خواص بسيار مطلوب پودرهاي نانوسراميكي، توجه محققان به آنها معطوف شد، اما روشهاي تهيه آنها چندان آسان و مقرون به صرفه نبود. با پيدايش نانو فناوري، نانو سراميكها نيز هرچه بيشتر داراي اهميت شدند . در حقيقت فناوري نانو با ديدگاهي كه ارائه مي كند، تحليل بهتر پديده ها و دست يافتن به روشهاي بهتر براي توليد مواد را امكان پذير مي سازد. شكل گرفتن علم ومهندسي نانو ، منجر به درك بي سابقه اجزاي اوليه پايه تمام اجسام فيزيكي و كنترل آنها شده است و اين پديده به زودي روشي را كه اغلب اجسام توسط آنها طراحي و ساخته مي شده اند، دگرگون مي سازد.
همان طور كه قبلاً گفتيم فناوري نانو توانايي كار در سطح مولكولي براي ايجاد ساختارهاي بزرگ است كه داراي ماهيت سازماندهي مولكولي جديد و خواص فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي جديد و بهتري هستند.
بدين ترتيب ، بهره برداري از اين خواص با كنترل ساختارها و دستگاه ها در سطوح اتمي و مولكولي و دستيابي به روشي كارآمد در ساخت و استفاده از اين دستگاه ها امكان پذير مي شو د . هدف ديگر ، حفظ پايداري نانو ساختارها در مقياس ميكروني و ماكروسكوپي است. اهم مراحل ساخت قطعات سراميكي با ساختارهاي خاص ، ابعاد دقيق و كارايي زياد عبارتند از : تهيه پودر ، الك كردن آن بر مبناي اندازه، كنترل ژئولوژي، فرآيند شكل دهي، تف جوشي، ماشين كاري نهايي و كنترل كيفيت.
پودر سراميكي، ماده اي لازم بر اي ساخت بيشتر سراميكهاي ساختاري، سراميكهاي الكتروني ، پوششهاي سراميكي و فرآيندهاي شيميايي مربوط به سراميكها است . براي اكثر تركيبات پيشرفته سراميكي، پودر اوليه، عاملي تعيين كننده است
. خواص پيشرفته تركيبي سراميكي به صورت ويژه اي تحت تأثير خواص پودر اوليه است . از مهمترين خواص لازم، خلوص شيميايي پودر، توزيع اندازه ذرات و روشي است كه پودرها در قطعه اي خام قبل از تف جوش فشرده مي شوند.
پودرهاي با توزيع اندازه ذرات باريك مي توانند در طول يك رديف فشرده شوند. در ابعاد ريز ميكروني ، تف جوشي مي تواند در دماهاي پايين تري روي بدهد . بنابراين در توليد سراميكهاي پيشرفته ، احتياج بسياري به توسعه روشهاي توليد است كه توانايي توليد پودرهاي ريز ميكروني با خلوص شيميايي و با توزيع مورد نظر از اندازه ذرات را داشته باشند.
پودرهاي نانو سراميكي بخش مهمي از فروش تمام مواد نانومتري را تشكيل مي دهند و مي توان گفت چيزي حدود90% كل مواد نانومتري را تشكيل مي دهند
1-4-نانوتکنولوژي
نانو تکنولوژي محدوده اي از تکنولوژي است که در اين محدوده انسان مي تواند انواع ترکيبات آلياژها وسايل و ابزار ها و بطور کلي سيستم ها و سازه هاي گوناگون را در مقياس اتمي مولکولي در ابعاد نانو متري (يک ميلياردم متر )طراحي کرده و به مرحله ساخت برساند.
نانو تکنولوژي را مي توان بر اساس اجزاء تشکيل دهنده يعني (نانو)و (تکنولوژي) تعريف کرد.
کلمه نانو داراي ريشه يوناني بوده و به معني کوتاه وکوتوله است و تکنولوژي در کلبه معني ساخت ابزار هاي کاربردي با استفاده از قوانين علمي مي باشد .
نانو تکنولوژي با ساختار هاي مختلفي سرو کار دارد که اين ساختار ها داراي ابعاد چند ميلياردم متر ميباشند .
به طور کلي محدوده ابعاد مورد بحث در نانو تکنولوژي عبارت است از ابعادي بين 1تا100 نانو متر اما اين محدوده بخش زيادي از محدوده ي ابعاد علوم مختلف است که از کريستالو گرافي با اشعه Xگرفته تا فيزيک اتمي و مباحث شيمي و…….
را شامل ميشود . لذا براي مشخص کردن محدوده ي کاري فرض ميکنيم که نانو تکنولوژي تنها شامل ساخت و توليد در محدوده ي تعريف شده با استفاده از وسايل مخصوص ميباشد.
بطور خلاصه نانو تکنولوژي شامل دستکاري مواد در حوزه ي اتم ها بوده که شامل قرار دادن اتمها در جاي خاص خود مي باشد و اجازه ميدهد تا مواد سبکتر محکم تر ارزان تر تميز تر وبا دفت ابعادي بالاتر ساخته شود.
بطور کلي در نانو تکنولوژي چهار موضوع اساسي مورد بحث قرار ميگيرد که عبارتند از:
کوچک سازيسيستم ها
بدست آوردن مواد جديد در ابعاد نانو متري
افزايش کارايي و اتوماسيون سيستمها و تجهيزات
افزايش قابليت ذخيره سازي اطلاعات
1-5-نانو مواد
هر مادهاي که لااقل يکي از ابعاد آن زير 100 نانومتر باشد، در محدودهي نانومواد جاي ميگيرد. البته اين بحث بيشتر شامل نانوذرات، نقاط کوانتومي، نانوسيمها، نانوالياف، نانوکپسولها، نانوبلورها، مواد نانومتخلخل و مواد نانودانه و غيره است که روز به روز در حال گسترده شدن ميباشند. نانومواد داراي چشم انداز ويژهاي ميباشد که ميتواند در زمينههاي وسيعي از کاربردهاي صنعتي مورد استفاده قرار گيرد. از مهمترين خواص مواد نانوسايز ابعاد آنها ميباشد. مواد نانوسايز با خوشهاي از مولکولها در حد يک نانومتر يا کمتر و يا با چند عدد کريستال که داراي ابعاد کمتر از 100 نانومتر هستند، ميباشد. اگر اندازه دانه با اندازه ذره
يکي باشد به ذره نانو، تک کريستال گويند.
ذرات نانو بسته به ابعادشان به چهار دسته تقسيم ميشوند] 3[:
الف) ذرات صفر بعدي (مانند ذرات کروي که قطر آنها زير 100 نانومتر باشد)
ب) ذرات يک بعدي (مانند نانووايرها)
ج) ذرات دو بعدي (مانند فيلم نازک و کفپوشها)
د) ذرات سه بعدي (مانند مواد با ساختار نانو که خود ماده نانو نيست بلکه ساختارهايش نانويي است)
نانوپودرها که بخش عمدهاي از فعاليتهاي نانوتکنولوژي را به خود اختصاص دادهاند، از نوع نانومواد صفر بعدي ميباشند.
1-5-1- محاسن نانو تکنولوژي
نانو تکنولوژي ميتواند به وسيله راههاي زير به کاهش آلودگي در محيط زيست کمک کند:
1-کاهش مصرف مواد اوليه
2-کاهش ضايعات
3-کاهش مواد منتشر شده
4-کاهش توليد مواد سمي
5-استفاده از کاتاليزور هاي غير سمي با کمترين ميزان توليد مواد آلوده کننده
6-ساخت سريع مولکول هاي مفيد و مورد نياز
7- ساخت سريع مولکولهاي مفيد مورد نياز
جدول(1-2). برخي کاربرد هاي فعلي و آينده مواد نانو[20]
تکنولوژيتاثيرات فعلي تاثيرات آينده
توزيع و پوشش
پوشش مقاوم در برابر حرارت
موانع نوري
بالابردن کيفيت تصويرها
مواد مناسب براي افشانه هاي
جوهر
-پوشش هاي مقاوم در برابر حرارت بهينه شده
– پوشش هاي چند کاره نانومتري
– ساختارهاي دانه ريز
– مواد ابر جاذب
سطح تماس بالا
-غربال کننده هاي مولکولي
-حمل کننده دارو در بدن
-تهيه کاتاليزورهاي متناسب
-مواد جاذب و دافع-حسگرهاي مولکولهاي خاص
-ذرات تحريک شده هدف ياب
-ذخيره انرژي
-سنسورهاي گاز
مواد مستحکم شده
-مواد مغناطيس نرم با از دست دادن خاصيت مغناطيس اندک
-ابزارهاي برش سخت وچقرمه-شکل دهي ابر پلاستيک مواد پلاستيکي
-مواد چقرمه با استحکام بسيار بالا
جنبه هاي زيست پزشکي
-ذرات نانو متري فعال شده-نشانه گذاري سلولي
-حرارت دهي موضعي
ابزار هاي نانو متري
-هد هاي خواندن ساخته شده از مقاومت مغناطيسي فوق العاده-حافظه و ميکروپردازشگرهاي با حجم چند ترابايت
-حسگرهاي زيستي
1-6-خطرات نانومواد
نانوذرات همانند يك شمشير دولبه داراي اثرات مفيد و مضر مي‌باشند. بي‌شك اگر به روش‌هاي صحيح كار با نانوذارت توجه شود از خطرات آن كاسته خواهد شد.
الف) چرا نانوذارت مي‌توانند خطرات باشند؟
وقتي مواد در مقياس نانو تبديل شوند در خواص شيميايي، بيولوژيكي و فعاليت‌هاي كاتاليزوري آنها تغييراتي ايجاد مي‌شود. بنابراين موادي كه در حالت توده‌اي بي‌خطر هستند. وقتي به حالت نانو تبديل شوند، مي‌توانند سمي و خطرناك باشند. به علاوه اندازه كوچك نانوذرات باعث مي‌شود تا اين مواد بتوانند بر سدهاي دفاعي بدن فائق آيند.
مهم‌ترين خواص بحث برانگيز نانوذرات عبارتند از :
الف) فضاي سطحي بزرگ باعث افزايش فعاليت‌هاي شيميايي و بيولوژيكي مي‌شود.
ب) ويژگي‌هاي جديد مانند انحلال پذيري و فعاليت بيشتر، شيمي شكل و سطح.
ج) تحرك بسيار زياد در بدن انسان.
د) توانايي نفوذ به غشا سلولي.
ب) در چه شرايطي نانوذرات خطرناك هستند؟
بعضي بر اين باورند كه انسان‌ها آنقدر در معرض نانوذرات نمي‌باشند كه براي سلامتي آ‌نها خطري داشته باشد. براي مثال گزارش شده است كه بلعيدن توسط انسان بي‌ضرر است. اما اگر در معرض نانوذرات بودن بيشتر از حد معمولي گردد احتمال خطرات آن افزايش مي‌يابد.
عامل ديگري كه باعث نگراني در مورد نانوذرات مي‌باشد اين است كه نانوذرات مي‌توانند به ديگر آلاينده‌هاي خطرناك در آب يا هوا متصل شده و يا با آنها دهند و در نتيجه ورود آنها را در بدن آسان‌تر سازند.در ارزيابي خطرات نانوذرات نكاتي مانند اندازه، شكل، توزيع اندازه، خواص، بار سطحي، جرم و غلظت نانومواد قابل توجه مي‌باشند.
اندازه ذرات در توزيع آنها در بدن موثر است. ذارت بزرگ‌تر از 100 نانومتر به مغز استخوان نمي‌رسند و ذرات بزرگ‌تر از 300 نانومتر در خون وجود ندارند. بار سطحي ذرات در توزيع آنها در بدن نقش دارد.
1-7-خواص و کاربردهاي نانوذرات
نانوذرات بطور گستردهاي در صنعت و پزشکي مورد استفاده قرار ميگيرند. در يک تقسيمبندي، عرصههاي کاربردي (صنعتي) فناوري نانو در چهار سطح مرتب شدهاند. اين طبقهبندي بهگونهاي تنظيم شده که همه صنايع را شامل شود:
صنعت (مانند صنعت خودرو يا صنعت هوافضا و يا صنعت دفاعي)
زيربخشهاي صنعتي (مانند سوخت يا مواد ساختماني)
مزيتهاي عملي فناوري نانو (مانند سوختهاي راکت پرقدرت يا جليقههاي ضد گلوله و سبک)
عناصر پايه (مانند نانوذرات آلومينيوم)
کاربردهاي تجاري نانومواد در کوتاه مدت غالبا به شکل مواد تقويت شده با ذرات نانو و پوششهاي انباشته شده از نانوذرات خواهد بود. تقويت مواد با نانوذرات باعث استحکام بيشتر و خصوصيات مطلوب ديگر ميشود. پوششهاي انباشته شده از نانوذرات ميتوانند براي ايجاد سطوحي مقاوم در مقابل خراش، عدم بازتابش نور و مقاوم در مقابل خوردگي بر روي فلزات مختلف اعمال شوند ]4[.
نانوذرات آلي که داراي نقاط مشترکي با بيوتکنولوژي هستند، داراي کاربردهاي در زمينه نانو پوستههايي با روکش طلا با قابليت دارورساني به سلولهاي خاص در بدن، حسگرهاي سريع در جنگهاي بيولوژيک و ساخت دريچههاي مصنوعي مخصوص قلب با مواد نانوساختاري هستند.
1-8- مراحل اثرگذاري نانوذرات بر سلامتي
نانوذرات به دو دليل مي‌توانند براي سلامتي مضر باشند؛ اول اينكه مي‌توانند خيلي سريع از طريق پوست و سلولهاي مخاطي جذب بدن شوند و دوم اينكه ممكن است كه به دليل جديد بودن نوع و خواص اين مواد، مسموميت‌هاي جديد و ناشناخته‌اي را به وجود بياورند.
مفاهيم كلي فرايندها از مرحله در معرض نانوذارات قرار گرفتن تا ايجاد بيماري در شكل (1-2) زير نشان داده شده است.

شكل (1-2). مراحل مختلف آلودهسازي بدن توسط نانومواد
همانطور كه در شكل نشان داده شده است اولين مرحله تاثيرگذاري نانومواد قرار گرفتن در معرض آنها مي‌باشد. نكته قال توجه اين است كه نانو ذارت بايد توانايي ورود به بدن و پخش شدن در بافت‌هاي هدف را داشته باشند. سپس نانوذرات وارد شده به بدن، باعث اخلال در عملكرد دستگاههاي بدن مي‌شوند. اين اثرات ابتدا كم و جزئي است، اما چنانچه قرار گرفتن در معرض نانومواد و ورود آنها به بدن ادامه يابد به اثرات غير قابل برگشت تبديل مي‌شوند.
1-9- برخي راه‌هاي كنترل اثرات مضر نانوذرات
از تماس پوست با نانو مواد و يا محلولهاي حاوي نانومواد به صورت مستقيم جلوگيري شود. بايد در هنگام كار با اين مواد از دستكش، عينك ايمني و لباس آزمايشگاه استفاده گردد.
شستشوي دست‌ها و رعايت بهداشت فردي در محيط كار با نانوذارت انجام گيرد.
دفع و انتقال زباله‌هاي نانوذرات طبق اصول زباله‌هاي شيميايي خطرناك صورت پذيرد.
وسايل مورد استفاده در كار كردن با نانوذرات بايد قبل از استفاده مجدد، تعمير و يا مصرف، از نظر آلودگي بررسي شوند و پس از هر بار استفاده وسايل و لوازم مورد استفاده به خوبي شستشو داده شود[19،20].
1-01- فوتوکاتاليست چيست؟
امروزه سلامتي بشر و محيط زيست در معرض خطر انواع مختلفي از آلايندهها قرار دارد. با پيشرفت تکنولوژي در زندگي روزمره با مواد سمي ناشي از اگزوز ماشينها، فرمالدهيد، بنزين، انواع قارچها و مانند آن روبرو هستيم. آمار و ارقام نشان ميدهد سالانه بالاي صد هزار نفر بدليل آلودگي مکانهاي سرپوشيده جان خود را از دست ميدهند. بررسي 200 ميليون اتومبيل جديد نشان داد که 90% اين محصولات داراي گازهاي خروجي سمي و مرگبار هستند. بنابراين پيدا کردن راهکاري براي پالايش محيط زيست، هدفي است که بسياري از دانشمندان در سراسر جهان براي رسيدن به آن تلاش ميکنند در اين ميان تکنولوژي جديدي با عنوان فتوکاتاليست مورد توجه بسياري قرار گرفته است..
واژه فوتو کاتاليست در اصل به معني (شتاب بخشيدن به يک واکنش فوتوني ) توسط کاتاليست است. به طور دقيق تر کاتاليست در شرايط تهيج شده يا عادي خود از طريق ميان کنش با مواد واکنش گر يا محصولات اوليه واکنش فوتوني را تسريع خواهد کرد. کاتاليست ها داراي اانواع مختلفي هستند که بهترين راه براي تميز کردهان آب هاي آلوده استفاده از کاتاليست هايي است که براي تعداد زيادي از آلاينده ها کاربرد داشته باشند در چنين شرايطي اکسيدهاي فلزي مثل TiO2,ZnO2,SnO2بهترين گزينه بحساب مي آيند.
1-11-اصول و فرايند فوتوکاتاليستي:
کلمة فتوکاتاليست از فتو به معناي نور و کاتاليست تشکيل شده است. کاتاليست در حوزه شيمي به موادي گفته ميشود که قابليت سرعت بخشيدن به واکنش را دارا بوده و عملاً در واکنش شرکت نکرده و صرفاً تامين کننده



قیمت: تومان


پاسخ دهید