أنابيب السيراميك المقاومة للتآكل – أبحاث الكوع المركب وأداء التحفيز الضوئي

تعديل السطح وتحسين الخصائص

ترتبط العديد من العمليات الفيزيائية والكيميائية - مثل الانتشار السطحي والامتزاز والأكسدة والتحفيز والتآكل - ارتباطًا وثيقًا بخصائص السطح. من خلال التشويب أو الامتزاز أو تعديلات السطح الأخرى على الأسطح الداخلية والخارجية للأكواع المركبة النانوية، يمكن تغيير الخصائص الفيزيائية والكيميائية بشكل كبير، مما يوسع من تطبيقاتها المحتملة.

باستخدام الأكواع المركبة كبنية أساسية وتطبيق طرق الحساب من المبادئ الأولى، تمت دراسة الخصائص الهيكلية والإلكترونية والمغناطيسية لأنظمة مليئة بــ BNNT، وأنظمة مشوبة بمعادن انتقالية، وأنظمة ممتزة للغاز بشكل منهجي.

خصائص التحفيز الضوئي تحت الضوء المرئي

باستخدام أكواع الأكاسيد المركبة وأكاسيد السيريوم المركبة كعوامل حفازة، تم تقييم أدائها تحت الإشعاع الضوئي المرئي. كان تحسين ظروف التجربة أمرًا بالغ الأهمية لنجاح نظام التحلل الضوئي. تضمنت المعايير الرئيسية:

• تركيز الميثيلين الأزرق: 45 µg/mL

• جرعة العامل الحفاز: 5 mg/mL

• وقت اتزان الامتزاز: 1 ساعة في الظلام

• مصدر الضوء: مصباح تنغستن 220 W

تم تحديد هذه المعايير لبناء نظام تجريبي مستقر وفعال.

تحلل الملوثات الصبغية – الميثيلين الأزرق كمركب نموذجي

تم اختيار الميثيلين الأزرق (MB) كممثل للملوثات الصبغية لدراسات التحلل. تم تصنيع المواد القائمة على البزموت، المعروفة بإمكانياتها القوية في التحفيز الضوئي، إلى ثلاث سلاسل من العوامل الحفازة:

1. أكاسيد البزموت بطور بلوري مختلف

   • α-Bi₂O₃ أظهر أداءً ضوئيًا أفضل من γ-Bi₂O₃.

   • مع زيادة درجة حرارة التكليس، تحول الطور α إلى الطور γ، مما قلل من كفاءة التحفيز الضوئي.

2. أكاسيد الكالسيوم-البزموت المركبة (Ca-Bi)

   • تم تحضيرها بطريقة التشريب، وأظهرت نشاطًا ضوئيًا مرتبطًا ارتباطًا وثيقًا بتركيبها.

   • بعد التكليس عند 600°C، أدى تكوين Bi₁.₈Ca₀.₄O إلى كفاءة تحلل عالية، حيث حقق 99.33% تحلل MB خلال 4 ساعات.

3. أكاسيد التيتانيوم-البزموت المركبة (Ti-Bi)

   • أدى زيادة مستويات تشويب التيتانيوم إلى تعزيز نشاط التحلل الضوئي للميثيلين الأزرق.