دانلود مقالات ISI درباره فتوکاتالیست + ترجمه فارسی

فتوکاتالیست (به انگلیسی: Photocatalyst) به کاتالیزورهایی گفته می‌شود که در حضور نور فعال می‌شوند. فتوکاتالیست‌ها معمولاً اکسیدهای جامد نیمه‌رسانا هستند که با جذب فتون‌ها یک جفت الکترون-حفره در آنها ایجاد می‌شود. این الکترون-حفره می‌توانند با مولکول‌های موجود در سطح ذرات واکنش دهند. از فتوکاتالیست‌ها در تصفیه آب، تصفیه آلاینده‌ها از هوا، شیشه‌های خودتمیزشونده، تجزیهٔ مولکول‌های آلی و. . . استفاده می‌شود. در واقع کاتالیزور‌های نوری در اثر تابش نور از طریق کاهش انرژی فعال‌سازی (Activation Energy) واکنش، منجر به بروز یا سرعت بخشیدن به واکنش‌های شیمیایی می‌شوند؛ در حالی‌که خود بدون تغییر باقی می‌مانند. عملکرد کاتالیزور‌های نوری بدین طریق است که پس از جذب نور (معمولا اشعه‌ فرابنفش)، الکترون‌های آن‌ها برانگیخته شده و از مدار خود جدا می‌شوند و درنتیجه حفره‌ای برجا می‌ماند که خاصیت اکسیدکنندگی بسیار بالایی دارد، در عین حال الکترون نیز خاصیت احیاکنندگی قوی دارد. جفت‌های الکترون-حفره ایجاد شده با مولکول‌های موجود در سطح ذرات واکنش می‌دهند و نتایج مورد نظر حاصل می‌شود. در این مقاله ابتدا به معرفی کاتالیزورهای نوری می‌پردازیم و در ادامه انواع، عملکرد، روش‌های تهیه و ک مقدمه و تاریخچه اولین کاتالیزور نوری معرفی شده، تیتانیوم دی‌اکسید (Titanium dioxide، TiO2) است. تاکنون به‌طور دقیق مشخص نشده که اولین بار در چه زمانی و توسط چه کسی از تیتانیوم دی‌اکسید برای القای واکنش‌های شیمیایی استفاده شده است. در سال 1938 از تیتانیوم دی‌اکسید به‌عنوان کاتالیزوری که در حضور نور فعال می‌شد، در صنعت رنگ‌سازی استفاده شد؛ اما در گزارش‌های ارایه شده واژه کاتالیزور نوری به‌کار نرفت و تیتانیوم دی‌اکسید به‌عنوان حساس‌کننده نوری (Photosensitizer) معرفی شد. در سال 1956 ماشیو در گزارشی در مورد اکسایش انجام شده توسط تیتانیوم دی‌اکسید، از آن به‌عنوان کاتالیزور نوری یاد کرد. فوجی شیما و هوندا در سال 1972 به کمک آند تیتانیوم دی‌اکسید و تحت تأثیر نور فرابنفش، فرآیند آب‌کافت (تجزیه آب به اکسیژن و هیدروژن) را انجام دادند. به این ترتیب کاربرد گسترده کاتالیزور‌های نوری در واکنش‌های اکسایش و کاهش آغاز شد. اربرد این نوع کاتالیزورها بررسی می‌شود. نوری به‌منظور حذف آلاینده‌هایی که به‌وسیله فرایند‌های زیستی حذف نمی‌شوند، سال‌هاست که در کشورهای صنعتی به‌کار می‌روند. کاتالیزور‌های نوری به‌طور عمده اکسید‌های جامد نیمه‌رسانا هستند که تحت تابش نور، با انرژی کافی فعال می‌شوند. کلروفیل در گیاهان، مشابه کاتالیزور‌های نوری عمل می‌کند. در مقایسه با فتوسنتز که در آن کلروفیل نور خورشید را جذب کرده و توسط آب و کربن دی‌اکسید، اکسیژن و گلوکز تولید می‌کند، در فرایند کاتالیزوری نوری، مواد آلی در حضور نور، آب و کاتالیزور به کربن دی‌اکسید و آب تبدیل می‌شود