مروری بر خواص الکترونیکی و ساختاری فتوکاتالیزگرهای تیتانیوم دی اکسید برای حذف آلاینده های زیست محیطی پساب ها

امروزه، تصفیه آلاینده های زیست محیطی پساب ها(رنگ های نساجی و فاضلاب های ناشی از پساب های دارویی) به یکی از مسایل چالش برانگیز تبدیل شده است و روش های متعددی برای تصفیه این دسته از پساب ها از جمله روش های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی مورد استفاده قرار گرفته است که هر کدام از این روش ها دارای مزایا و معایب خاص خود بوده است. در چند دهه اخیر، تیتانیوم دی اکسید به دلیل خواص شیمیایی و فیزیکی منحصر به فردش، شرایط مناسبی برای کاربردهای زیست محیطی ایجاد کرده است. اساس فرایند های فتوکاتالیزگری، مبتنی بر تولید گونه های بسیار فعال مانند رادیکال های هیدروکسیل می باشد که این گونه های فعال، گستره وسیعی از آلاینده های آلی را به سرعت اکسید می کنند. تیتانیوم دی اکسید به عنوان یک نیمه هادی به دلیل ارزان قیمت بودن، عدم سمیت، پایداری شیمیایی بالا، دردسترس بودن و بازده بالا به عنوان یک فتوکاتالیزگر کارآمد جهت اکسایش ترکیبات آلی، سمیت زدایی، احیا فلزات سمی، حذف موثر فلزات سنگین، تخریب باکتری ها و ویروس ها مورد استفاده قرار گرفته است. از آن جایی که تیتانیوم دی اکسید و بسیاری از نیمه هادی های دیگر دارای شکاف باند بزرگی هستند، استفاده از تصفیه فتوکاتالیزگری آب با استفاده از تیتانیوم دی اکسید به دلیل راندمان نسبتا پایین آن محدود شده است. به منظور بهبود راندمان فتوکاتالیزگری تیتانیوم دی اکسید برای تصفیه آب، و همچنین سایر کاربردهای فتوکاتالیزگری، تحقیقات زیادی برای گسترش پاسخ فتوکاتالیزگری تیتانیوم دی اکسید به محدوده مریی انجام شده است. در این مقاله، به طور نظامند به معرفی تیتانیوم دی اکسید و بررسی خواص الکترونیکی و ساختاری آن پرداخته می شود.