۲-۱۲-۳-۵- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو تیتانیوم
دی اکسید (آناتاز) در محلول بافری با pH برابر ۱۳ ۴۱
۲-۱۲-۴-۱- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو روی
اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۹ ۴۱
۲-۱۲-۴-۲- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو روی
اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۱۰ ۴۱
۲-۱۲-۴-۳- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو روی
اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۱۲ ۴۱
۲-۱۲-۴-۴- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با نانو روی
اکسید (ZnO) در محلول بافری با pH برابر ۱۳ ۴۲
۲-۱۲-۵- بررسی اثر pH محیط واکنش ۴۲
۲-۱۲-۵-۱- بررسی اثر pHبر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی وقتی از نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز)
به عنوان فوتوکاتالیزور استفاده میشود ۴۲
۲-۱۲-۵-۲- بررسی اثر pHبر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی وقتی از نانو روی اکسید (ZnO) به
عنوان فوتوکاتالیزور استفاده میشود ۴۳
۲-۱۳- بررسی سینتیک واکنش فوتوشیمیایی ردانین ۴۳
۲-۱۳-۱- تعیین درجه واکنش فوتوشیمیایی هنگام استفاده از فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) ۴۳
۲-۱۳-۱-۱- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۹ ۴۳
۲-۱۳-۱-۲- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۰ ۴۴
۲-۱۳-۱-۳- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۱ ۴۴
۲-۱۳-۱-۴- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۲ ۴۴
۲-۱۳-۱-۵- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۳ ۴۴
۲-۱۳-۲- تعیین درجه واکنش فوتوشیمیایی هنگام استفاده از فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 45
۲-۱۳-۲-۱- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۹ ۴۵
۲-۱۳-۲-۲- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۰ ۴۵
۲-۱۳-۲-۳- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۲ ۴۵
۲-۱۳-۲-۴- درجه واکنش فوتوشیمیایی ردانین در pH برابر ۱۳ ۴۶
۲-۱۴-۱- بررسی مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود وقتی از نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) به عنوان فوتوکاتالیزور استفاده میشود ۴۶
۲-۱۴-۱-۱- ردانین در pH برابر ۹ ۴۶
۲-۱۴-۱-۲- ردانین در pH برابر ۱۰ ۴۶
۲-۱۴-۱-۳- ردانین در pH برابر ۱۱ ۴۷
۲-۱۴-۱-۴- ردانین در pH برابر ۱۲ ۴۷
۲-۱۴-۱-۵- ردانین در pH برابر ۱۳ ۴۷
۲-۱۴-۲- بررسی مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود وقتی از نانو روی اکسید (ZnO) به عنوان فوتوکاتالیزور استفاده میشود ۴۸
۲-۱۴-۲-۱- ردانین در pH برابر ۹ ۴۸
۲-۱۴-۲-۲ – ردانین در pH برابر ۱۰ ۴۸
۲-۱۴-۳-۲- ردانین در pH برابر ۱۲ ۴۹
۲-۱۴-۴-۲- ردانین در pH برابر ۱۳ ۴۹
فصل سوم: بحث و نتیجه گیری
۳-۱- رسم منحنی استاندارد معرف آلی مورد نظر جهت اندازه گیریهای کمی ۵۰
۳-۱-۱- رسم منحنیهای استاندارد ردانین در pHهای مختلف ۵۰
۳-۲- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور ۵۴
۳-۲-۱- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی
ردانین در محلول بافری با pHهای مختلف ۵۴
۳-۲-۱-۱- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۹ ۵۴
۳-۲-۱-۲- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ ۵۵
۳-۲-۱-۳- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۱ ۵۶
۳-۲-۱-۴- اثر مقدار فوتوکاتالیزور در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۲ ۵۷
۳-۲-۱-۵- اثر مقدار فوتوکاتالیزور در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ ۵۸
۳-۲-۲- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) بر روی واکنش تخریب فوتوشیمیایی
ردانین در محلول بافری با pHهای مختلف ۵۹
۳-۲-۲-۱- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۹ ۵۹
۳-۲-۲-۲- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ ۶۰
۳-۲-۲-۳- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۲ ۶۲
۳-۲-۲-۴- اثر مقدار فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ ۶۳
۳-۳- بررسی اثر مدت زمان تابش نور ۶۴
۳-۳-۱- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در محلول بافری
با pH های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (TiO2) 64
۳-۳-۱-۱- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۹ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ۶۴
۳-۳-۱-۲- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ۶۵
۳-۳-۱-۳- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۱ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ۶۶
۳-۳-۱-۴- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۲ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ۶۸
۳-۳-۱-۵- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ۶۹
۳-۳-۲- بررسی اثر مدت زمان تابش نور بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین در محلول بافری
با pH های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 70
۳-۳-۲-۱- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۹ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 70
۳-۳-۲-۲- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 71
۳-۳-۲-۳- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۲ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 72
۳-۳-۲-۴- اثر زمان در تخریب ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 74
۳-۴- بررسی اثر pH محیط واکنش ۷۵
۳-۴-۱- بررسی pH بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ۷۵
۳-۴-۲- بررسی pH بر روی واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری ردانین با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 76
۳-۵- بررسی سینتیک واکنش تخریب فوتوشیمیایی معرف شیمیایی آلی ۷۷
۳-۵-۱- تعیین درجه واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در pH های مختلف با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم
دی اکسید ( آناتاز ) ۷۷
۳-۵-۱-۱- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۹ ۷۷
۳-۵-۱-۲- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۰ ۷۸
۳-۵-۱-۳- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۱ ۷۹
۳-۵-۱-۴- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۲ ۸۱
۳-۵-۱-۵- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۳ ۸۲
۳-۵-۲- تعیین درجه واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین در pHهای مختلف با فوتوکاتالیزور نانو روی
اکسید (ZnO) 83
۳-۵-۲-۱- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۹ ۸۴
۳-۵-۲-۲- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۰ ۸۵
۳-۵-۲-۳- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۲ ۸۶
۳-۵-۲-۴- درجه واکنش تخریب ردانین در محلول با pHبرابر ۱۳ ۸۷
۳-۶- بررسی مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) ۸۹
۳-۶-۱- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۹ ۸۹
۳-۶-۲- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ ۹۰
۳-۶-۳- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۱ ۹ ۹۱
۳-۶-۴- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۲ ۹۳
۳-۶-۵- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ ۹۴
۳-۷- بررسی مدل سینتیکی لانگمویر- هینشل وود با فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 95
۳-۷-۱- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۹ ۹۵
۳-۷-۲- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۰ ۹۷
۳-۷-۳- مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۲ ۹۸
۳-۷-۴ – مدل سینتیکی ردانین در محلول با pH برابر ۱۳ ۹۹
۳-۸- ثابتهای KA،kr ، kobs در pH های مختلف با مقادیر بهینه کاتالیزور ۱۰۱
بحث و نتیجه گیری ۱۰۲
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
جدول ۱-۱- بیان برخی ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی نانوذارت ۴
جدول ۳-۱- جذب محلولهای استاندارد ردانین با pHبرابر ۹ در طول موج ۴۵۵ نانومتر ۵۰
جدول ۳-۲- جذب محلولهای استاندارد ردانین با pH برابر ۱۰ در طول موج ۴۵۵ نانومتر ۵۰
جدول ۳-۳- جذب محلولهای استاندارد ردانین باpH برابر ۱۱ در طول موج ۴۵۵ نانومتر ۵۱
جدول ۳-۴- جذب محلولهای استاندارد ردانین با pH برابر ۱۲ در طول موج ۴۵۵ نانومتر ۵۱
جدول ۳-۵- جذب محلولهای استاندارد ردانین با pH برابر ۱۳ در طول موج ۴۵۵ نانومتر ۵۱
جدول ۳-۶- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف
فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) در pH برابر۹ ۵۴
جدول ۳-۷- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف
فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) درpH برابر۱۰ ۵۵
جدول ۳-۸- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف
فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) درpH برابر۱۱ ۵۶
جدول ۳-۹- مقدار ردانینباقی مانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف
فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) درpH برابر ۱۲ ۵۷
جدول ۳-۱۰- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف
فوتوکاتالیزور نانوتیتانیم دی اکسید (آناتاز) درpH برابر ۱۳ ۵۸
جدول ۳-۱۱- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در pH برابر ۹ ۶۰
جدول ۳-۱۲- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف
فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در pH برابر ۱۰ ۶۱
جدول ۳-۱۳- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف
فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در pH برابر ۱۲ ۶۲
جدول ۳-۱۴- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در حضور مقادیر مختلف
فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) در pH برابر ۱۳ ۶۳
جدول ۳-۱۵- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمانهای مختلف
در pH برابر ۹ ۶۴
جدول ۳-۱۶- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمانهای مختلف
در pH برابر ۱۰ ۶۶
جدول ۳-۱۷- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمانهای مختلف
در pH برابر ۱۱ ۶۷
جدول ۳-۱۸- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمانهای مختلف
در pH برابر۱۲ ۶۸
جدول ۳-۱۹- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمانهای مختلف
در pH برابر۱۳ ۶۹
جدول ۳-۲۰- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمانهای مختلف
در pH برابر ۹ ۷۰
جدول ۳-۲۱- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمانهای مختلف
در pH برابر ۱۰ ۷۲
جدول ۳-۲۲- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمانهای مختلف
در pH برابر ۱۲ ۷۳
جدول ۳-۲۳- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در زمانهای مختلف
در pH برابر۱۳ ۷۴
جدول ۳-۲۴- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در pH های مختلف
با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ( آناتاز ۷۵
جدول ۳-۲۴- مقدار ردانین باقیمانده پس از انجام واکنش تخریب فوتوکاتالیزوری در pH های مختلف
با فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید ( آناتاز ) ۷۶
جدول۳-۲۶- غلظت محلول باقیمانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه
Ln(CO/Ct) برای ردانین در pH برابر ۹ ۷۷
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
جدول۳-۲۷- غلظت محلول باقیمانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه
Ln(CO/Ct) برای ردانین در pH برابر ۱۰ ۷۹
جدول۳-۲۸- غلظت محلول باقیمانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه
Ln(CO/Ct) برای ردانین در pH برابر ۱۱ ۸۰
جدول۳-۲۹- غلظت محلول باقیمانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه
Ln(CO/Ct) برای ردانین در pH برابر ۱۲ ۸۱
جدول۳-۳۰- غلظت محلول باقیمانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه
Ln(CO/Ct) برای ردانین در pH برابر ۱۳ ۸۳
جدول۳-۳۱- غلظت محلول باقیمانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه
Ln(CO/Ct) برای ردانین در pH برابر ۹ ۸۴
جدول۳-۳۲- غلظت محلول باقیمانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه
Ln(CO/Ct) برای ردانین در pH برابر ۱۰ ۸۵
جدول۳-۳۳- غلظت محلول باقیمانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه
Ln(CO/Ct) برای ردانین در pH برابر ۱۲ ۸۷
جدول۳-۳۴- غلظت محلول باقیمانده نسبت به زمان تابش نور ماوراء بنفش- مرئی و محاسبه
Ln(CO/Ct) برای ردانین در pH برابر ۱۳ ۸۸
جدول ۳-۳۵- تغییرات غلظت نسبت به غلظتهای اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۹ و محاسبه
dt /dc-، R/1، CO/1 89
جدول ۳-۳۶- تغییرات غلظت نسبت به غلظتهای اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۱۰ و محاسبه
dt /dc-، R/1، CO/1 91
جدول ۳-۳۷- تغییرات غلظت نسبت به غلظتهای اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۱۱ و محاسبه
dt/dc-، R/1، CO/1 92
جدول ۳-۳۸- تغییرات غلظت نسبت به غلظتهای اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۱۲ و محاسبه
dt/dc-، R/1، CO/1 93
جدول ۳-۳۹- تغییرات غلظت نسبت به غلظتهای اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۱۳ و محاسبه
dt/dc-، R/1، CO/1 95
جدول ۳-۴۰- تغییرات غلظت نسبت به غلظتهای اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۹ و محاسبه
dt/dc-، R/1، CO/1 96
جدول ۳-۴۱- تغییرات غلظت نسبت به غلظتهای اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۱۰ و
محاسبه dt/dc-، R/1، CO/1 97
جدول ۳-۴۲- تغییرات غلظت نسبت به غلظتهای اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۱۲ و محاسبه
dt/dc-، R/1، CO/1 99
جدول ۳-۴۳- تغییرات غلظت نسبت به غلظتهای اولیه متفاوت ردانین در pH برابر ۱۳ و محاسبه
dt/-dc،R /1، CO/1 100
جدول ۳-۴۴- اثرات pH بر روی ثابتهای KA، kr، kobs در واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین با
فوتوکاتالیزور نانو تیتانیوم دی اکسید (آناتاز) ۱۰۱
جدول ۳-۴۵- اثرات pH بر روی ثابتهای KA، kr، kobs در واکنش تخریب فوتوشیمیایی ردانین با
فوتوکاتالیزور نانو روی اکسید (ZnO) 101
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل (۱-۱)- مکانیزم کلی عمل فوتوکاتالیزور ۷
شکل (۱-۲)- انرژی شکاف نوار هدایت و موقعیت لایههای انرژی نیمه هادیهای مختلف ۸
شکل (۱-۳)- واکنش با گونه فعال اکسیژن در مکانیزم فوتوالکتروشیمیایی ۱۰
شکل (۱-۴)- ساختارهای بلوری: الف) آناتاز، ب) روتیل و ج) بروکیت ۱۵
شکل (۱-۵)- ساختمان روتیل و آناتاز تیتانیم دی اکسید ۱۵
شکل (۱-۶)- مکانیزم فوتوکاتالیزوری تیتانیوم دی اکسید ۱۷
شکل (۱-۷)- اصلاح فوتوکاتالیزور TiO2از طریق کوپل شدن با طلا و پلاتین ۲۳
شکل (۲-۱) تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مربوط به نانوفوتوکاتالیزورها ۳۰
شکل (۲-۲) تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مربوط به نانوفوتوکاتالیزورها ۳۱
شکل (۲-۳)- شمای کلی دستگاه فوتوشیمیایی مورد ۳۲
فصل اول
مروری بر تحقیقات انجام شده
مقدمه
بسیاری از فعالیتهایی که روزانه در مراکز صنعتی، بهداشتی، درمانی و حتی منازل صورت میگیرد باعث آلودگی محیط زیست به خصوص آبها و منابع آبی میشوند. مواد رنگی یکی از مهمترین منابع آلودگی محیطی به شمار میروند]۳-۱[.
آبهای سطحی قابل استفاده به عنوان آب نوشیدنی در دریاچهها و رودخانهها تنها %۱ از آبها را شامل میشوند که قسمت اعظم این آبها هم در معرض آلودگی است. رشد صنعت در کنار رودخانهها و تولید محصولات صنعتی، عامل عمده آلودگی به شمار میآید. خیلی از رودخانهها به عنوان حمل کننده فاضلاب مورد استفاده قرار میگیرند. در کشورهای صنعتی حدود %۴۰ از آب در صنعت استفاده میشود. آبهای هدر رفتی در این کشورها اغلب قبل و بعد از استفاده، به منظور از بین بردن عوامل بیماری زا و مواد مضر و نامطلوب تصفیه میشوند. رشد سریع جمعیت، شهر سازی و صنعتی سازی از عوامل بسیار مهم در آلودگی آبهای نوشیدنی میباشند. در کشورهای توسعه یافته خصوصاً کشورهای با تراکم جمعیتی بالا، کیفیت آب به عنوان یک مسئله اساسی در سالهای اخیر مورد توجه واقع شده است ]۴[.
به همین خاطر، حفاظت از آب، خاک و هوا در مقابل عوامل آلوده کننده یکی از مهمترین موارد مورد توجه در کشورهای جهان در قرن بیست و یکم است. انواع مواد شیمیایی، کودها و ضد آفات گیاهی و نباتی، ذرات مایع و یا جامد زیان آور متصاعد از صنایع و معادن، گازهای مخرب حاصل از سوخت وسایط نقلیه از جمله منابع مختلف آلودگیهاست. امروزه ردیابی و خنثی سازی این آلوده کنندهها و جلوگیری از به وجود آمدن موارد جدید آلودگی، مبحث جدیدی است که به طور جدی پیگیری میشود. مشکلات و محدودیتهای مالی از جمله موارد بازدارنده حفاظت از محیط زیست و بهبود کیفیت آب، خاک و هوا به حساب میآید. به منظور کاستن از آلودگی محیط زیست و حفظ منابع محدود آب، سیستمهای تصفیه پسابها طراحی و ساخته میشوند. روشهای گندزدایی متداول در تصفیه خانههای آب آشامیدنی با از بین بردن یا کاهش میزان عناصر نامطلوب موجود در آب امکان استفاده مجدد از آب بازیافتی را فراهم میکنند. سیستمهای تصفیه به دلیل ساختارشان پس از مدتی کارایی اولیه خود را از دست داده و علاوه بر تحمیل هزینه بازسازی، در صورت عدم توجه خود عاملی جهت آلودگی محیط زیست میشوند .این روشها به طور موثری قادر به کنترل پاتوژنهای میکروبی[۱] است. اما تولید بیش از ۶۰۰ نوع محصول جانبی گندزدایی مضر که برخی از آنها سرطانزا میباشند، در اثر استفاده از گندزداهای شیمیایی گزارش شده است. رشد تقاضا برای رسیدن به تصفیه مناسب و نیز رقابت در رسیدن به گندزدایی مناسب، ایجاد تکنولوژیهای جدید برای تصفیه آب را میطلبد.
۱-۱- راه کاری نوین برای حفظ محیط زیست از آلودگی و سموم صنعتی
در مقابل این مشکلات و موانع بزرگ گوناگون، کاربرد ذراتی کوچک میتواند راه کار بسیار موثری باشد. علم جدیدی به نام نانوتکنولوژی با دستکاری و تغییرات در اندازه ابعاد اتمها و ملکولهای عناصر، از ۱۱ الی ۱۰۰ میلیاردم متر، انقلاب نوینی را در شیمی، فیزیک، بیولوژی و مهندسی به وجود آورده است. این تغییرات نه تنها در اندازه و ابعاد عناصر، بلکه در به وجود آوردن ویژگیهای جدید و پراهمیتی در آنها تأثیر داشته است. نانوتکنولوژی با ایجاد مواد جدید، امید جدیدی برای مهندسین محیط زیست در بهبود آلودگی محیط زیست محسوب می شود. پیشرفتهای علم نانو و مهندسی آن نشان میدهد که بسیاری از مشکلات رایج مرتبط با کیفیت آب توسط نانو ذرات و سایر محصولات و پروسههای منتج از نانو تکنولوژی برطرف می شود یا به مقدار زیادی بهبود مییابد.
مصرف و دورریزی مواد نانو کمترین زیان را به محیط زیست وارد میسازد و به همین دلیل استفاده از آنها به خودی خود یکی از روشهای موثر در جلوگیری از آلودگی است. استفاده از کاتالیزورهای نانو که در ساخت مواد شیمیایی به کار میروند موجب بهبود و تسریع در واکنشها شده و کمترین مواد زاید را تولید می کند. با این همه نباید از نظر دور داشت که این تکنولوژی نیز می تواند مواد جدید زیانآور ناشناختهای را در محیط زیست وارد کند که پیش از این وجود نداشته است.
یکی دیگر از کاربردهای نانوتکنولوژی، ترمیم آلودگیهای مختلف است. مواد نانویی که با نور و نیمه هادیهایی مانند تیتانیوم دیاکسید و روی اکسید فعال میشوند در بسیاری از موارد برای برداشتن مواد سمی مورد استفاده قرار گرفتهاند. این مواد در حال حاضر با قیمت مناسب به صورت تجاری تولید میشوند و دارای کمترین میزان مسمومیت هستند.
بدیهی است هر پدیده جدید می تواند مانند شمشیری دو لبه عمل کند. یعنی علاوه بر داشتن امتیازات متعدد ممکن است معایبی را هم در بر داشته باشد. هماکنون تحقیقاتی در مورد مشکلات زیست محیطی و آثار این مواد شروع شده است. ویژگیهایی مانند اندازه کوچک، سطح تماس بسیار، ساختار کریستالی و در نتیجه واکنشهای سریع میتوانند موجب حمل مواد سمی به محیط زیست شده و سبب ایجاد واکنش ضایعات بیولوژیکی و شیمیایی با سایر عناصر در محیط زیست شود.
تاکنون تعداد اندکی از دانشمندان و آزمایشگاههای تحقیقاتی در مورد آثار منفی این مواد به محیط زیست تحقیق و بررسی کرده اند و میتوان گفت علیرغم کاربردهای بسیار موثر این مواد، تأثیر آنها بر محیط زیست، هنوز نامشخص است. چندین نانو ماده طبیعی و مهندسی شده دارای خاصیت ضد میکروبی[۲] بالا، توسط مکانیسمهای مختلفی مانند آسیب به ترکیبات سلولها و ویروسها و جلوگیری از فعالیت آنزیمی میباشند. استفاده از TiO2 برای بهبود فرایند تصفیه و خالص سازی آب از سال ۱۹۷۲ مورد توجه واقع شده است ]۵[.
از آنجا که فوتوکاتالیزورهای مورد استفاده در این تحقیق از نظر اندازه در مقیاس نانو قرار دارند، بنابراین در ادامه توضیحاتی در رابطه با نانوتکنولوژی[۳] و نانوفوتوکاتالیست[۴] آورده شده است.
۱-۲- نانوتکنولوژی
نانوتکنولوژی مهندسی هدفمند مواد در ابعاد کوچکتر از ۱۰۰ nm جهت رسیدن به خواص و کاربردهای وابسته به اندازه ذره میباشد. از نظر تاریخی، چهل سال قبل نظریه پرداز کوانتوم و برنده جایزه نوبل، ریچارد فایمن[۵]، در سال ۱۹۵۹ در سخنرانی معروف خود تحت عنوان آن پایین فضای بسیاری وجود دارد، به بررسی بعد نیافتهای از علم پرداخت و جرقههای رویکرد به سمت فناوریهای ریز را بنیان نهاد.
شاید در اذهان این سوال ایجاد گردد که چرا مقیاس نانومتری این قدر اهمیت دارد که یک تکنولوژی بر پایه آن بنا گذاری شده است؟
نسبت سطح به حجم بالای نانو مواد یکی از مهمترین خصوصیات مواد تولید شده در مقیاس نانو میباشد. در مقیاس نانومتری، رفتار سطوح بر رفتار تودهای ماده غالب می شود.
۱-۲-۱- روشهای ساخت مواد نانو
روشهای ساخت مواد نانویی را میتوان در دو مقوله کلی دسته بندی کرد:
۱) بالا به پایین: عبارتست از روش خرد کردن یک تکه از ماده به وسیله بریدن و کوچک کردن آن به ابعادی که میخواهیم. در واقع این امکان وجود دارد که مواد را آنقدر تجزیه کنیم تا در حد نانومتری برسند یعنی در حد ۹-۱۰ متر. امروزه این عمل توسط شکست فیزیکی و شیمیایی انجامپذیر میباشد.
۲) پایین به بالا: در طی این روش ساخت، اتمها و مولکولها به طور خیلی دقیق کنار هم قرار داده میشوند تا به یک ساختار نانویی برسیم، که این به واسطه خاصیت خودآرایی قابل حصول میباشد.
به منظور بدست آوردن خواص ویژه نانو ذرات روشهای متفاوتی به کار گرفته میشوند. این روشها به چهار گروه عمده تقسیم بندی میشوند که عبارتند از:
۱) پروسههای فاز گازی شامل تولید با پیرولیز شعله،[۶] تبخیر در دمای بالا[۷] و پلاسما[۸].
۲) رسوب دهی فاز بخار[۹].
۳) روشهای فاز مایع یا کلوئید که در آن واکنشهای شیمیایی در حلال، باعث تشکیل کلوئید می شود.
۴) پروسههای مکانیکی شامل سایش، آسیاب کردن و آلیاژسازی ]۱۸-۶[.
۱-۳- خواص نانو ذرات
با گذر از میکرو ذرات به نانو ذرات، با تغییر برخی از خواص فیزیکی روبرو میشویم که دو مورد مهم از آنها عبارتند از: افزایش نسبت مساحت سطحی به حجم و ورود اندازه ذره به قلمرو اثرات کوانتومی. افزایش نسبت مساحت سطحی به حجم که به تدریج با کاهش اندازه ذره رخ میدهد، باعث غلبه یافتن رفتار اتمهای واقع در سطح ذره به رفتار اتمهای درونی می شود. این پدیده بر خصوصیات ذره در حالت انزوا و بر تعاملات آن با دیگر مواد اثر می گذارد. افزایش سطح، واکنشپذیری نانو ذرات را به شدت افزایش میدهد زیرا تعداد مولکولها یا اتمهای موجود در سطح در مقایسه با تعداد اتمها یا مولکولهای موجود در توده نمونه بسیار زیاد است، به گونه ای که این ذرات به شدت تمایل به آگلومره یا کلوخهای شدن دارند. به عنوان مثال در مورد نانو ذرات فلزی، به محض قرارگیری در هوا، به سرعت اکسید میشوند. در بعضی مواقع برای حفظ خواص مطلوب نانو ذرات، جهت پیشگیری از واکنش بیشتر، یک پایدارکننده را بایستی به آنها اضافه کرد که آنها را قادر میسازد تا در برابر سایش، فرسودگی و خوردگی مقاوم باشند. البته این خاصیت مزایایی هم در بر دارد. مساحت سطحی زیاد، عاملی کلیدی در کارکرد کاتالیزورها و ساختارهایی همچون الکترودها میباشد. به عنوان مثال با بهره گرفتن از این خاصیت میتوان کارایی کاتالیزورهای شیمیایی را به نحو مؤثری بهبود داد. کوچکتر بودن ابعاد نانو ذرات نسبت به طول موج بحرانی نور، آنها را نامرئی و شفاف مینماید. این خاصیت باعث شده است تا نانو ذرات برای مصارفی چون بستهبندی، مواد آرایشی و روکشها مناسب باشند. مواد در مقیاس نانو، رفتار کاملاً متفاوت، نامنظم و کنترل نشدهای از خود بروز میدهند. با کوچکتر شدن ذرات خواص نیز تغییر خواهد کرد. مثلاً فلزات، سختتر و سرامیک نرمتر می شود. بر خی از ویژگیهای نانو ذرات در جدول ۱ به طور خلاصه آمده است:
جدول۱-۱- بیان برخی ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی نانوذارت
خصوصیات
مثال
کاتالیستی
اثر کاتالیستی بهتر، به دلیل نسبت سطح به حجم بالاتر
الکتریکی
افزایش هدایت الکتریکی در سرامیکها و نانوکامپوزیتهای مغناطیسی، افزایش مقاومت الکتریکی در فلزات
مغناطیسی
افزایش مغناطیسیته با اندازه بحرانی دانهها، رفتار سوپر پارامغناطیسیته ذرات خصوصیات
نوری
فلوئورسنتی، افزایش اثر کوانتومی کریستالهای نیمههادی[۱۰]
بیولوژیکی
افزایش نفوذپذیری از بین حصارهای بیولوژیکی )غشاء و سد مغز خون و غیره (و بهبود زیست سازگاری
۱-۳-۱- اثرات مضر نانو ذرات
نانو ذرات همانند یک شمشیر دو لبه دارای اثرات مفید و مضر میباشند. نانو ذرات به دو دلیل میتوانند برای سلامتی مضر باشند: اول اینکه میتوانند خیلی سریع از طریق پوست و سلولهای مخاطی جذب بدن شوند و دوم اینکه به دلیل جدید بودن این مواد مسمومیتهای جدید و ناشناختهای را به وجود آورند. وقتی مواد به مقیاس نانو تبدیل شوند، در خواص شیمیایی، بیولوژیکی و فعالیتهای کاتالیتیکی آنها تغییراتی ایجاد می شود. بنابراین موادی که در حالت بالک) تودهای( بیخطر هستند وقتی به حالت نانو تبدیل شوند، میتوانند سمی و خطرناک باشند. به علاوه اندازه کوچک نانو ذرات باعث می شود تا این مواد بتوانند بر سدهای دفاعی بدن فائق آیند. گزارشها نشان می دهند که بلعیدن نانو ذرات TiO2 توسط انسان بیضرر است. اما اگر در معرض نانو ذرات بودن بیشتر از حد معمول گردد احتمال ایجاد خطر بر سلامتی وجود دارد. بیشک اگر به روشهای صحیح کار با نانو ذرات توجه شود از خطرات آن کاسته خواهد شد.
برخی راههای کنترل اثرات مضر نانو ذرات:
الف) از تماس پوست با نانو ذرات و یا محلولهای حاوی نانو ذرات جلوگیری شود )دستکش، عینک ایمنی و لباس آزمایشگاه استفاده گردد(.
ب (شستشوی دستها و رعایت بهداشت فردی در محیط کار با نانو ذرات انجام گیرد.
ج( دفع و انتقال زبالههای نانو ذرات طبق اصول زبالههای شیمیایی خطرناک صورت پذیرد.
د (وسایل مورد استفاده در کار کردن با نانو ذرات باید قبل از استفاده مجدد، تعمیر یا مصرف، از نظر آلودگی بررسی شوند.
۱-۴- نانوفتوکاتالیست
فتوکاتالیستها یا کاتالیزورهای نوری گروهی از کاتالیزورها میباشند که عملکرد خود را زمانی نشان می دهند که در معرض تابش نور قرار گیرند.
فتوکاتالیست از دو بخش تشکیل شده، که فتو معرف نوردهی و کاتالیست یا کاتالیزور، مادهای است که سرعت واکنش شیمیایی را افزایش میدهد. به عبارت دیگر فوتوکاتالیست مادهای است که در اثر تابش نور بتواند منجر به بروز یک واکنش شیمیایی شود، در حالیکه خود ماده، دست خوش هیچ تغییری نشود. فوتوکاتالیستها مستقیماً در واکنشهای اکسایش و کاهش دخالت ندارند و فقط شرایط مورد نیاز برای انجام واکنشها را فراهم می کنند. کاتالیزور در ابتدا با مواد اولیه تشکیل پیوند میدهد و آنها را به محصول تبدیل می کند. سپس محصول از سطح کاتالیزور جدا می شود و مواد واکنش نکرده برای ادامه واکنش روی سطح کاتالیزور باقی میمانند. در حقیقت، میتوان واکنشهای کاتالیزوری را به صورت یک سیکل بسته در نظر گرفت که در ابتدا کاتالیزور وارد واکنش می شود سپس در انتهای سیکل به شکل اولیه خود بازیابی می شود ]۱۹[.
یک فوتوکاتالیست نیمه رسانای ایدهآل باید از نظر بیولوژیکی و شیمیایی خنثی باشد، پایداری فوتو کاتالیستی[۱۱] داشته باشد، به سادگی تولید و مورد استفاده قرار گیرد، به طور مؤثری به وسیله نور خورشید فعال شود، به طور مؤثر واکنش را کاتالیز نماید، ارزان باشد و هیچ خطری برای انسان و محیط زیست نداشته باشد. تیتانیم دیاکسید به فوتوکاتالیست ایدهآل نزدیک است و تقریباً همه خواص فوق را نشان میدهد. که به دلیل قابلیت جذب اشعه فرابنفش به وسیله این ماده است. فوتونهای فرابنفش پرانرژیترین ذرات هستند و در بیشتر موارد میتوانند به سادگی باعث تخریب اجسام گردند که این پدیده معمولاً از طریق شکست پیوندهای شیمیایی در آنها صورت میگیرد که به آن تجزیه فوتوشیمیایی میگویند. برخی از نانو مواد مانند تیتانیم دیاکسید، قادرند با جذب اشعه فرابنفش و به واسطه خاصیت فوتوکاتالیستی خود پوششی ضد باکتری را ایجاد کنند، به علاوه مانع از عبور اشعه از ماده گردند. تنها استثنا در این مورد آن است که نور مرئی را جذب نمیکند. نانو ذرات تیتانیم دیاکسید، بر سطح زیر لایهای مناسبی از جمله شیشه و یا ترکیبات سیلیسی، پوشش داده میشوند و در حوضچههای تحت تابش نور ماوراء بنفش قرار میگیرند.
نیمه رساناهایی چون TiO2،ZnO ،CdST ، WO3 و SnO2 به عنوان فوتوکاتالیست تا حد زیادی مورد مطالعه قرار گرفتهاند]۲۳-۲۰[ . واکنشهای فوتوکاتالیستی که در سطح نیمه رساناها اتفاق میافتند دارای کاربردهای بسیاری هستند .از میان این کاربردها حذف آلایندهها از آب و هوا به عنوان یک ضرورت در زندگی مدرن مطرح میباشد. در میان این نیمه رساناها TiO2 به عنوان یک ماده ایدهآل و قابل استفاده در محیط زیست به عنوان فوتوکاتالیست است چون بسیار پایدار، غیر سمی، در دسترس، ایمن و فعال نوری است.
فرایند نانوفوتوکاتالیستی با بهره گرفتن از نیمه رساناهای با ساختار نانو، یکی از تکنولوژیهایی است که برای اکسیداسیون تخریبی مواد آلی همچون رنگها استفاده می شود. راندمان تجزیه رنگ با افزایش غلظت رنگ کاهش مییابد، زیرا در غلظتهای بالای رنگ، مکانهای فعال به وسیله یونهای رنگ پوشیده میشوند در نتیجه تولید رادیکالهای OH·روی سطح کاتالیست کاهش مییابد. اثرات بازدانده آنیونها، در واقع واکنش حفرههای مثبت و رادیکال هیدروکسیل با آنیونها است که به عنوان خورندههای OH· و h+ رفتار می کنند و باعث طولانی شدن حذف رنگ میشوند. از آنجا که pH بر روی خصوصیات بار سطحی فوتوکاتالیست تأثیر می گذارد، pH محلول، پارامتر مهمی در انجام واکنش بر روی سطوح ذرات نیمه رسانا است.
۱-۵- کلیات و تعاریف فوتوکاتالیزور
فرایند فوتوکاتالیزوری به واکنشی اطلاق می شود که از طریق تابش نور به ذرات نیمه رساناWO3) ، ZnO، TiO2 ، (CdS امکان پذیر میگردد. بالاترین نوار پر) نوار ظرفیت[۱۲] (و پایینترین نوار خالی انرژی ) نوار هدایت[۱۳] (به وسیله یک نوار شکاف انرژی[۱۴] از هم جدا میشوند. جذب یک فوتون با انرژی مساوی یا بیشتر از انرژی نوار شکاف یک الکترون را از نوار ظرفیت به نوار هدایت منتقل مینماید. و هم زمان با آن یک حفره (h+) در نوار ظرفیت تولید می شود.
برای کارایی یک فوتوکاتالیزور نیمه هادی انواع فرایندهای الکترونی شامل واکنشهای الکترون و حفره (h+/e–) باید با سایر فرایندهای غیر فعال شدن، از قبیل ترکیب مجدد حفره و الکترون، رقابت نمایند.
ترکیب مجدد حفره و الکترون در سطح نیمه هادی یا در عمق اتفاق میافتد ]۲۴[. این ترکیب مجدد در فرایندهای فوتوکاتالیزوری زیانآور است و سبب اتلاف انرژی فوتون به صورت گرما می شود]۲۶و۲۵[. به همین دلیل بازده کوانتومی فرایندهای فوتوکاتالیزوری نسبتاً پایین است ]۲۷[. روشی که تا حدی بر این مسئله غلبه میکند استفاده از پذیرندههای الکترون [۱۵]است که با به دام اندازی الکترونها مانع ترکیب مجدد الکترون و حفره میشوند و حفرههای تولید شده توسط نور نیز میتوانند یک دهنده الکترون[۱۶] را اکسید کنند. شکل (۱-۱) مکانیزم کلی عمل فوتوکاتالیزور را نشان میدهد ]۲۹و۲۸و۲۶[.
شکل (۱-۱) مکانیزم کلی عمل فوتوکاتالیزور
حفرههای موجود در لایهی ظرفیت اکسید کننده های قوی میباشند، این در حالی است که الکترونهای نوار هدایت هم کاهندههای خوبی هستند]۳۱و۳۰[. بیشتر واکنشهای تجزیه نوری مواد آلی از اکسایش قوی به وسیله حفرهها به طور مستقیم یا غیرمستقیم ناشی میشود که اهمیت آن به طبیعت جزو مورد عمل و pH وابسته است ]۳۳و۳۲[. فرایندهای تخریبی نظیر فرایندهای اکسایشی پیشرفته به واسطه کاربردشان در معدنی کردن ترکیبات آلی و در نهایت تولید مواد بی ضرر بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند. موفقیت فرایندهای اکسایشی پیشرفته در تصفیه آب و فاضلاب ثابت شده است ]۳۵و۳۴[.
نیمه هادیهای تحت تابش نور برای از بین بردن آلودهکننده های زیادی از قبیل آلکانها، الکنها، الکلهای آلیفاتیک،کربوکسیلیک اسیدهای آلیفاتیک،کربوکسیلیک اسیدهای آروماتیک، فنلها، آروماتیکها، حشرهکشها و همچنین تهنشین کردن کاهشی فلزات سنگین گرانبها در محلولهای آبی، به طور موفقیت آمیزی استفاده میشوند ]۳۸-۳۶[.
۱-۵-۱- سطوح انرژی نوار هدایت و ظرفیت نیمه رسانا
قدرت نیمه رسانا برای کاهش نوری [۱۷]گونه جذب سطحی شده، به موقعیت نوار انرژی نیمه هادی و پتانسیل اکسایش-کاهش گونه های جذب شده بستگی دارد. از لحاظ ترمودینامیکی، سطح پتانسیل گونه الکترون گیرنده باید پایینتر (مثبتتر) از پتانسیل نوار هدایت نیمه رسانا باشد. همچنین سطح پتانسیل لازم برای گونه الکترون دهنده، باید بالاتر (منفیتر) از موقعیت نوار ظرفیت نیمه رسانا باشد. بنابراین موقعیت تراز انرژی نوار هدایت مقیاسی از قدرت کاهندگی و موقعیت تراز انرژی نوار ظرفیت مقیاسی از قدرت اکسندگی است. شکل (۱-۲) انرژی نوار شکاف و سطح انرژی نوار هدایت و ظرفیت چند نیمه رسانا را نشان میدهد. هنگام اندازه گیری پتانسیل لایه ها pH الکترولیت برابر ۱ بوده است. کنترل غلظت هیدروژن به علت تاثیر آن در پتانسیل لایه های هدایت و ظرفیت نیمه هادی ضروری است ]۳۹[.
شکل (۱-۲) انرژی شکاف نوار هدایت و موقعیت لایه های انرژی نیمه هادیهای مختلف
۱-۵-۲- جلوگیری از ترکیب مجدد الکترون – حفره با بهره گرفتن از اکسیژن
بازده و سرعت واکنش فوتوکاتالیزوری ترکیبات آلی در حضور اکسیژن به طور چشمگیر افزایش مییابد. با افزودن چندین گونه اکسیدکننده معدنی از قبیل پراکسی دی سولفات، پراکسید و پریدات همین اثر مشاهده می شود. در اصل، مولکول اکسیژن با به دام اندازی الکترون نوار هدایت از ترکیب مجدد الکترون و حفره جلوگیری می کند. غلظت اکسیژن به مقدار جذب شده و مصرف شده بر روی سطح فوتوکاتالیزور، در طی تابش ن