حذف تولوئن از هوا به وسیله خاصیت فوتوکاتالیستی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم تحریک شده با اشعه ماورا بنفش

تولوئن یکی از مواد شیمیائی پرمصرف در صنایع مختلف می باشد. استفاده گسترده از این ماده شیمیایی و اثرات زیان آور آن بر سلامتی انسان باعث گردیده است که تحقیقات مختلفی در جهت کنترل و کاهش بخارات آن از هوای محیط کار صورت گیرد. یکی از مصارف مهم تولوئن تولید تی ان تی (تری نیترو تولوئن) در صنایع نظامی و مهمات ساز ی می باشد. تولوئن به علل مختلف به ویژه در اثر تبخیر و در حین فرآیند تولید در هوای محیط کار منتشر می گردد. عوارض زیان آور بخارات تولوئن بر سلامتی انسان و به ویژه عوارض مزمن آن بر روی سیستم اعصاب مرکزی بیانگر اهمیت حذف بخارات تولوئن از هوای محیط کار و جلوگیری از تماس شغلی با آن می باشد.
در این مطالعه نانوذرات دی اکسید تیتانیوم (DEGUSA-P25) به عنوان کاتالیست تحت تابش اشعه ماورا بنفش قرار گرفته و به عنوان یک عامل فتوکاتالیستی قوی برای تخریب و تجزیه بخارات تولوئن استفاده گردیده است. نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم با قرارگرفتن در معرض تابش امواج ماورابنفش بار الکتریکی مثبت و منفی ایجاد می نمایند که بر روی اکسیژن هوا و بخار آب تاثیر نموده و رادیکالهای اکسیژن و هیدروکسیل در محیط تولید می گردند. این رادیکالها باعث تجزیه شدن ترکیبات آلی شیمیایی و تبدیل آنها به مواد بی اثر و کم خطر از قبیل دی اکسید کربن می شوند. در این تحقیق جداره داخلی یک لوله شیشه ای با نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم به روش غوطه ورسازی پوشش داده شد و تحت تابش اشعه ماورا بنفش، بخارات تولوئن از آن عبور داده شد تا این بخارات تحت تاثیر خاصیت فتوکاتالیستی سیستم فوق قرار گیرند.
در این تحقیق غلظتهای 350،250،150وppm450 از بخارات تولوئن از مسیر فتوکاتالیست عبور داده شد و باعث حذف کامل آن در سیستم گردید. همچنین مشخص گردید UV-A با طول موج 356 نانومتر بیشترین کارایی را در ایجاد خاصیت فتوکاتالیستی در نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم دارد. نتایج این تحقیق نشان داد که نانوذرات دی اکسید تیتانیوم چنانچه در معرض تابش امواج ماورا بنفش قرار گیرند خاصیت اکسید کنندگی و احیا کنندگی قوی پیدا می نمایند و می توانند برای حذف بخارات تولوئن به عنوان یکی از ترکیبات آلی فرار از هوا بکار گرفته شوند.
تولید رادیکالهای فعال توسط فتوکاتالیست ها می تواند برای تجزیه ترکیبات آلی مختلفی بکار گرفته شود. افزایش دانسیته توان اشعه ماورا بنفش و همچنین استفاده از یک جاذب به عنوان بستر فتوکاتالیست می تواند در افزایش قدرت تجزیه کنندگی آن موثر باشد. نتایج این تحقیق برای حذف و کنترل سایر ترکیبات آلی فرار قابل تکرار می باشد. همچنین با توجه به مشابهت بخارات تولوئن از نظر خواص شیمیایی و عملکرد فیزیولوژیکی با برخی گازهای جنگی به ویژه گاز موستارد پیشنهاد می گردد حذف گازهای جنگی از جمله گاز خردل و چگونگی تخریب شدن آنها بوسیله فتوکاتالیست دی اکسید تیتانیوم مورد بررسی قرار گیرد.