Rojiar Akbari Seneh

Due to the depletion of fossil fuel resources and the growing environmental concerns—particularly the contamination of water bodies by industrial dye effluents—the need for sustainable and innovative technologies has become increasingly urgent. Photocatalytic processes, utilizing semiconductor materials under light irradiation, offer a promising dual-function approach by simultaneously degrading organic pollutants and generating clean hydrogen fuel without secondary pollution. BiFeO₃ has emerged as a promising candidate owing to its unique photocatalytic properties and magnetic behavior. Its perovskite structure, high chemical stability, efficient visible-light absorption, and multiferroic characteristics make it suitable for simultaneous oxidative and reductive reactions in aqueous environments. Nevertheless, BiFeO₃ nanopowders encounter several challenges that hinder their photocatalytic performance. These include a pronounced tendency to aggregate in reaction solutions, which diminishes the active surface area and reduces light absorption efficiency; rapid recombination of photogenerated electron–hole pairs, limiting the generation of reactive oxidative species; and difficulties in separating the particles from the reaction medium post-process, thereby impeding their effective recovery and reuse. To address these limitations, strategies such as synthesizing one-dimensional BiFeO₃-based photocatalysts via electrospinning and doping with SiO₂ have been proposed. In the present study, the photocatalytic efficiency of BiFeO₃ nanofibers fabricated through electrospinning, as well as BiFeO₃-SiO₂ composite nanofibers containing varying concentrations of SiO₂ promoter (2.5, 5, and 7.5 wt.%), was systematically investigated in the photodegradation of the colored pollutant methyl orange. Subsequently, the photocatalytic activity of the composite containing the optimal SiO₂ content was evaluated in simultaneous hydrogen production and methyl orange degradation processes. Photoreactor test results revealed that the addition of silica significantly improved the photocatalytic removal efficiency of methyl orange. The highest performance was observed with 5 wt.% SiO₂, beyond which the efficiency declined. This enhancement was attributed to the formation of bismuth orthosilicate with desirable activity under UV light, proper dispersion of silica nanoparticles, preservation of bismuth ferrite's optical properties after silica addition, reduction of structural defects in BiFeO₃ nanofibers in the presence of SiO₂ nanoparticles, and decreased charge carrier recombination rate; which was confirmed by various structural and optical analyses including XRD, FESEM/EDX, UV-Vis, and PL. The BFO-Si(5) composite nanofiber exhibited outstanding performance in concurrent wastewater treatment and hydrogen generation. Under ultraviolet irradiation for three hours, over 95% of methyl orange was degraded, and the hydrogen production rate reached 650 μmol.·g⁻¹. h⁻¹, approximately 3.8 times greater than that of pristine BiFeO₃.

In today’s world, increasing consumer demand for natural, healthy, and additive-free plant-based products has made improving the visual and physical quality of foods -particularly their clarity- one of the main priorities in the food industry. Among such products, plant syrups such as fig and grape syrup, despite their rich nutritional profile and health benefits, face turbidity challenges during extraction and processing stages. The presence of colloidal particles, polyphenols, pectins, and suspended solids contributes to turbidity, which reduces consumer acceptance and negatively affects shelf-life and product stability. To address this issue, biosorption using natural, cost-effective, and locally available bioadsorbents derived from agricultural wastes -such as orange, lemon, and tangerine peels- has gained attention as a sustainable and efficient method for removing pollutants from aqueous and plant-based solutions. Accordingly, this study investigates the use of bioadsorbents from orange, tangerine, and lemon peels to reduce turbidity in fig and grape syrups. To evaluate the structural properties and functional groups influencing the adsorption performance, advanced characterization techniques including FESEM, EDX, FTIR, and BET were employed. Results indicated that the orange peel bioadsorbent possessed a more porous structure, higher active surface area, more uniform morphology, and lower particle agglomeration compared to tangerine and lemon peels. The presence of key functional groups such as carbonyl, hydroxyl, ether, and phenolic groups, confirmed via FTIR, along with the higher specific surface area (10 m²/g) obtained from BET analysis, demonstrated the superior adsorption performance of orange peel. Based on the adsorption experiments, the turbidity removal efficiency in fig syrup using orange peel reached 65.5%, significantly higher than the efficiency observed in grape syrup (36.8%). This difference may be attributed to the distinct chemical composition and structure of turbidity-causing compounds in each syrup; the colloidal and polyphenolic content of fig syrup exhibits stronger interactions with the active sites of the bioadsorbent. Subsequent investigation of operational parameters -including adsorbent type, contact time, dosage, gelatin concentration, and solution pH- was conducted using a one-factor-at-a-time method. Under optimal conditions (60 minutes contact time, 0.2 g adsorbent dose, 0.009 g gelatin, and acidic pH), a maximum turbidity removal efficiency reached 70.4% for fig syrup. While gelatin acted as a natural coagulant and improved adsorption through enhanced interaction, excessive amounts of gelatin led to reverse turbidity formation due to aggregation of protein particles. The proposed biosorption method demonstrates potential for industrial clarification of transparent food products and offers a sustainable alternative to conventional chemical clarification techniques.

In today's world, where water scarcity and and drinking water supply have become major challenges, population growth and the penetration of pharmaceutical pollutants such as the widely used antibiotic tetracycline into surface and groundwater have exacerbated this problem. The presence of tetracycline in water resources is hazardous for humans and other living organisms due to the creation of antibiotic resistance in bacteria and its irreversibility. Furthermore, a large part of tetracycline is excreted after consumption by humans and other living organisms and ultimately enters surface and groundwater. Therefore, the removal of this pollutant from environmental water resources is of great importance. Accordingly, the utilization of adsorption method as an effective and low-cost technique and the clinoptilolite mineral adsorbent as a cheap and available adsorbent have been considered for the removal of tetracycline from wastewater. However, the use of raw clinoptilolite as a natural zeolite is associated with challenges due to the presence of structural impurities, limited adsorption capacity, lack of reproducibility, and difficulty in separation. Effective solutions have been proposed to overcome these challenges, including chemical treatment and the addition of magnetic ferrites to the clinoptilolite. Therefore, this study investigated the impact of chemical treatment methods (dealumination, desilication and ion exchange) to modify the structure and surface of clinoptilolite. It also evaluated the effect of calcination temperature on the magnetic properties and adsorption performance of magnesium ferrite, its addition to the treated clinoptilolite adsorbent with different weight percentages, and finally the influence of various operational parameters on the removal efficiency of tetracycline from aqueous solution. The obtained results showed that by performing chemical treatment on the clinoptilolite adsorbent, in addition to removing impurities from the adsorbent structure and solving the non- reproducibility problem, a more uniform and porous morphology was also created in the adsorbent. Furthermore, the results of the characterization analyses confirmed that the adsorbent's structure was preserved after the chemical treatments, with no structural degradation observed. Among the chemical treatment methods, the alkaline treatment increased the surface area, created a more homogeneous structure and better distribution of active sites in clinoptilolite, and ultimately improved its performance in removing the tetracycline contaminant. On the other hand, by examining the effect of calcination temperature on the magnetic properties of magnesium ferrite and its performance in removing tetracycline, it was found that magnesium ferrite calcined at 600℃ has suitable magnetic properties and favorable adsorption performance. Moreover, it was observed that incorporating 20 wt% magnesium ferrite on the alkali-washed clinoptilolite resulted in the highest removal efficiency and adsorption capacity compared to the other synthesized weight percentages. This is attributed to a more uniform distribution of magnesium ferrite on the clinoptilolite surface, the creation of a strong interaction between them, a higher surface area, and consequently, better accessibility of pollutant molecules to the active sites in this composite. The highest tetracycline removal efficiency by the selected adsorbent under optimal operating conditions (pH=5, tetracycline concentration 10 ppm and adsorbent dose 1 g/L) was 91.58% and its adsorption capacity was 9.158 mg/g. Evaluation of the adsorption isotherm and kinetic studies revealed that the experimental data were well-fitted by the Langmuir isotherm and pseudo-second-order kinetics. The results obtained from the thermodynamic evaluation of the tetracycline adsorption process showed that the adsorption was physical, exothermic and spontaneous. The results of the reusability tests showed that the selected adsorbent retained its performance over 5 cycles without any loss of adsorption capacity. This adsorbent also showed excellent performance in the simultaneous removal of two pharmaceutical contaminants tetracycline and ciprofloxacin and no significant decrease in the tetracycline removal efficiency was observed. These results substantially confirmed the high selectivity of the synthesized nanocomposite.

In recent decades, water pollution caused by the widespread use of tetracycline in medicine and veterinary medicine has become a serious environmental problem. Due to the challenging nature of its decomposition and the significant proportion that both animals and humans excrete, this substance has the potential to adversely affect water resources, contribute to the development of antibiotic resistance, and present substantial risks to human health. Consequently, it is imperative to eliminate these antibiotic compounds from wastewater. The adsorption technique using kaolin, an inexpensive and readily accessible adsorbent, has recently been recognized as a cost-effective and efficient approach for the removal of tetracycline from contaminated water sources. However, the use of raw kaolin as a mineral, material faces challenges due to the lack of reproducibility in results caused by the variability of its compositions and the presence of impurities, as well as the difficulty in separating it from the reaction solution and its limited adsorption capacity. Chemical treatment and the incorporation of ferrites represent viable strategies for addressing the challenges associated with the utilization of kaolin as an adsorbent. Therefore, in the current study, the effect of modifying the structure and surface of kaolin using chemical treatment methods (dealumination and desilication), the effect of calcination temperature on the magnetic and performance properties of nickel ferrite, the effect of using a combination of different percentages of nickel ferrite in the structure of the treated kaolin, and the effect of various operation parameters on the removal efficiency were investigated and studied. The findings from the characterization tests indicate that the chemical treatment of kaolin not only does not destroy the structure of kaolin, but also makes the more uniform and homogeneous morphology. Furthermore, the use of chemical treatment methods can address the issues of non-repeatability and the presence of impurities in the structure of kaolin. Among the various methods, the alkaline treatment of kaolin results in the formation of an adsorbent with more homogeneous distribution of active sites, higher surface area, more uniform morphology, and enhanced removal efficiency of tetracycline-contaminated wastewater, as were confirmed by different characterization analyses. On the other hand, the calcination temperature significantly influences the performance of the nickel ferrite adsorbent, and the best performance and magnetic properties were observed in the sample calcined at 400°C. Studies indicate that the addition of 40 wt.% nickel ferrite to alkaline-treated kaolin resulted in the most significant removal rate and adsorption capacity. The enhanced performance may be attributed to the very strong interaction between kaolin-ferrite, the uniform morphology, the appropriate distribution of nickel ferrite on the kaolin surface, the sufficient surface area, and improved accessibility to active sites, as corroborated by characterization analyses. Nonetheless, in spite of an enhancement in the surface area, more increase in the content of nickel ferrite diminishes the efficiency of the adsorbent as a consequence of the particles aggregation. Under optimal operating conditions (pH= 7, pollutant concentration of 10 ppm, and adsorbent dosage of 1 g/L), the maximum removal efficiency of 97.3% and adsorption capacity of 9.73 mg/g for tetracycline were obtained. Furthermore, adsorption isotherms and kinetic studies indicated that the performance results align most closely with the Langmuir isotherm and the pseudo-second-order kinetic model. In addition, the selected adsorbent still maintained its proper performance after five reuse cycles, and significant change was not observed in its removal rate and adsorption capacity, indicating that by magnetizing the kaolin adsorbent, the adsorbent can be recovered without loss.

Among the various bismuth oxyhalide compounds employed in photocatalytic processes, Bi5O7I has garnered significant attention from researchers due to its superior thermal stability and extended absorption spectrum, which extends into the visible region. However, the photocatalytic efficiency of this material in wastewater treatment applications still faces challenges due to its limited surface area and low adsorption capacity for pollutants, as well as limited light absorption (predominantly in the ultraviolet range) and inefficient charge-carrier separation. It appears that the formation of a heterojunction structure with bismuth ferrite (Bi2Fe4O9), which possesses a high surface area, a very narrow band gap energy, and magnetic properties, along with its structural decoration with bentonite nanoparticles as a natural, low-cost, abundant, high-surface-area, and high-adsorption-capacity porous aluminosilicate, can minimize the challenges facing the Bi5O7I compound in photocatalytic treatment processes. In this study, Bi5O7I-Bi2Fe4O9 heterojunction structures with different compositions were synthesized by an in-situ precipitation method under ultrasound irradiation, and their photocatalytic efficiency in removing the methyl orange dye pollutant was investigated. Finally, the effect of structural decoration with different amounts of bentonite nanoparticles on the photocatalytic properties and performance of the Bi5O7I-Bi2Fe4O9 heterojunction with the optimal composition was evaluated. The synthesized samples were characterized by XRD, FESEM/EDX, UV-DRS, nitrogen gas adsorption-desorption, and PL analyses. Based on the performance results, it was found that the nominal weight ratio of 90 to 10 from BiOI to BiFeO3 is the optimal composition for the formation of the Bi5O7I-Bi2Fe4O9 heterojunction structure. The results of the characterization analyses confirmed the formation of Bi5O7I and Bi2Fe4O9 crystalline phases, as well as the presence of bentonite nanoparticles in the structure of the bentonite-decorated samples, and showed that the structural decoration of the Bi5O7I-Bi2Fe4O9 composite with bentonite nanoparticles up to 15 wt.% leads to the reduction and homogeneity of the size of the surface nanoparticles, the uniformity of their distribution and the reduction of the formation of agglomerates, the increase of the surface area and porosity, the improvement of the interaction between the particles and also the reduction of the rate of recombination of the charge carriers. However, more decoration reduces the effectiveness of bentonite nanoparticles on the surface, textural, and optical properties of the photocatalyst. Consistent with the results of the characterization analyses, the results of the performance evaluation indicate the significant effectiveness of structural decoration using appropriate amounts of bentonite nanoparticles on the adsorption capacity and photocatalytic efficiency of the Bi5O7I-Bi2Fe4O9 heterojunction structure. By adding 15 wt.% of bentonite, the maximum adsorption efficiency (33%) and photocatalytic removal efficiency under UV light irradiation (89%) were obtained. Kinetic studies also indicated a higher degradation rate of methyl orange by Bi5O7I-Bi2Fe4O9 decorated with 15 wt.% bentonite and showed that the results followed a first-order reaction. The mentioned sample also exhibited high photocatalytic capability under simulated sunlight irradiation, such that within 2 hours of irradiation with solar simulator and LED lamps, it was able to remove approximately 81% and 55% of the methyl orange dye pollutant, respectively. A comparative evaluation of the effectiveness of structural decoration using the optimal amount of bentonite nanoparticles in the presence and absence of the heterojunction structure showed that the effectiveness of forming the heterojunction structure on the properties and photocatalytic efficiency of the Bi5O7I compound was greater compared to its structural decoration with bentonite nanoparticles, and together they have a synergistic effect.

افزایش جمعیت و پیشرفت روزافزون صنعت سبب تقاضای بالا برای سوخت، کاهش منابع سوخت‌های فسیلی و تشدید مسائل زیست محیطی گشته است. بر این اساس، مطالعات فراوانی برای یافتن سوختی تجدیدپذیر و پاک انجام گرفته که در میان تمام سوخت‌های پیشنهادی، بیودیزل به دلیل شباهت عملکردی به سوخت فسیلی و خواص ویژه خود به عنوان جایگزینی مناسبی برای سوخت‌های فسیلی معرفی گشته است؛ اما چالش اصلی در استفاده از این سوخت، عدم صرفه اقتصادی تولید آن در مقایسه با سوخت های فسیلی است. برای حل این مشکل، استفاده از روغن‌های پسماند و کاتالیستهای ناهمگن حاصله از ضایعات کشاورزی توسط محققین پیشنهاد شده است. کارآیی نه چندان مطلوب و جداسازی سخت کاتالیست‌های ناهمگن از ترکیب بیودیزل و متانول از موانع اصلی پیش روی این مواد دورریز و کم هزینه می باشد. در این پژوهش تلاش شد تا با ساخت کاتالیست تلفیقی از فریت روی بنیان و خاکستر پوست موز هزینه تولید کاتالیست را کاهش داده، بازده تولید بیودیزل را افزایش و جداسازی آن را آسان و کم‌هزینه کرد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان فریت روی تا %۲۰ وزنی در ترکیب کاتالیست تولیدی توزیع سایت‌های فعال، میزان تخلخل و نیز بازده تولید بیودیزل افزایش‌یافته است؛ اما با افزایش بیشتر میزان فریت، انباشت ذرات فریت روی بر روی ذرات خاکستر پوست موز اتفاق افتاده که سبب کاهش سطح و میزان تخلخل کاتالیست، و عدم توزیع مناسب سایت‌های فعال و همچنین به‌واسطه میزان کمتر خاکستر پوست موز سبب کاهش هر چه بیشتر تعداد سایت‌های فعال و درنهایت بازده کمتر تولید بیودیزل می‌گردد. اگرچه با افزایش میزان فریت روی، خاصیت مغناطیسی کاتالیست کامپوزیتی افزایش یافت ولی در کل چندان رضایت بخش نبود. نمونه حاوی 20 درصد وزنی فریت روی (BPA ZFO20) در شرایط آزمایش دمای °C ۶۵، مقدار کاتالیست %wt. ۶، نسبت مولی متانول به روغن ۱۲: ۱ و زمان واکنش h ۴ توانست به حداکثر بازده %۹۶ برسد. با جانشانی ذرات نیکل در ساختار فریت روی خواص ساختاری فریت روی بهبود یافت به‌طوری‌که با انجام آنالیز جذب-واجذب گاز نیتروژن مشخص شد که میزان سطح از به m2/g 67/12، حجم ویژه به cm3/g06/0 و قطر حفرات به nm 89/18 افزایش یافته است. از سویی به‌واسطه خواص سطحی بهتر فریت روی-نیکل در مقایسه با فریت روی، شاهد بهبود توزیع سایت‌های فعال در نمونه سنتز شده با استفاده از فریت روی-نیکل (BPA-NZFO20) نسبت به نمونه BPA ZFO20 هستیم. لازم به ذکر است مغناطیس اشباع نمونه BP-NZFO20 نسبت به BPA-ZFO20 به‌شدت افزایش‌یافته و مقدار آن برابر با emu/g96/13 شده است که باعث تسهیل جداسازی کاتالیست توسط میدان مغناطیسی خارجی می‌گردد. نمونه BPA-NZFO20 توانست در شرایط آزمایش مشابه با BPA-ZFO20 اما در مدت‌زمان ۳ ساعت به بازده %97 برسد. نمونه سنتر شده با استفاده از فریت روی نیکل پس از سه بار استفاده و بازیابی مجدد در سیکل چهارم توانست به بازده بالای %۸۰ دست یابد. همچنین، خواص بیودیزل تولیدی اندازه گیری و با استانداردهای EN14214 و ASTM D6751 مقایسه شد که مشخص گردید بیودیزل تولیدی از کیفیت بالایی برخوردار می‌باشد.

انرژی یک عنصر ضروری برای زندگی انسان در دنیای امروز است و در توسعه پایدار نقشی حیاتی ایفا می‌کند. بدون انرژی، امکان تأمین نیازهای خانه‌ها، کسب‌وکارها و صنایع، و همچنین اجرای سامانه‌های حمل‌ونقل و ارتباطی وجود نخواهد داشت. نیاز به داشتن تأمین انرژی پایدار، نیاز به بررسی منابع انرژی موجود را می‌طلبد و در بین این منابع، منابع تجدیدپذیر در رأس اولویت قرار دارند. در این بین استفاده از انرژی خورشیدی و پنل‌های فتوولتاییک از مهم‌ترین انواع انرژی‌های تجدیدپذیر به شمار می‌رود. از این رو مدیریت حرارتی برای بهبود عملکرد کلی سلول‌های فتوولتائیک (PV) ضروری است. این مطالعه یک مطالعه عددی جامع بر روی یک پنل PV ارائه می‌کند. در این پژوهش یک سیستم خنک‌کننده برخورد جت نانوسیال (JIC) با پیکربندی‌های مختلف توسعه یافته و در پنل PV ادغام شده و دمای سطح پنل را کنترل می‌کند.

در جهان امروز، رشد غیرقابل انکار صنعت جهانی و سریع جمعیت، از یک جهت منجر به آلودگی بیش از پیش آب و کاهش آب‌های قابل شرب، از جهتی دیگر منجر به افزایش تقاضای مصرف انرژی و نزدیک شدن به بحران انرژی می‌شود. بنابراین با تکیه بر منابع حاضر انرژی که از طریق سوخت‌های فسیلی تامین می‌شود نمی‌توان این بحران را مدیریت کرده و نیاز به جایگزین کردن آن با منابعی پاک و تجدید پذیر جهت تولید سوختی مناسب مانند هیدروژن است. فرآیند فتوکاتالیستی یکی از فرآیندهای بسیار مورد توجه در این زمینه است که با استفاده از نیمه‌رساناهای مختلف همچون ترکیبات بیسموت بنیان از جمله بیسموت اکسی هالیدها (BiOX) به حل همزمان مشکلات بحران انرژی و آلودگی آب می‌پردازد. باز ترکیبی سریع جفت‌های الکترون حفره، بازده جدایش پایین حامل‌های بار و بازیابی و جداسازی دشوار نیمه‌رساناها از محلول واکنش، از جمله دلایل مهم و اصلی کارایی نه چندان مناسب ترکیبات BiOX در انجام این فرآیند محسوب می‌شود. یکی از راهکارهای مؤثر جهت برطرف نمودن چالش‌ها و موانع پیش روی فرآیند فتوکاتالیستی، ایجاد ساختار اتصال ناهمگون بین ترکیبات BiOX با یک نیمه‌رسانای مناسب دیگر مانند بیسموت فریت مغناطیسی BiFeO3 است. BiFeO3 با شکاف باند باریک، خاصیت مغناطیسی و مورفولوژی کریستالی خاص، گزینه‌ای امیدوار کننده جهت ایجاد اتصال ناهمگون و بهبود عملکرد فتوکاتالیست‌های بیسموت اکسی هالیدی می‌باشد. در پژوهش حاضر، ترکیبات اتصالات ناهمگون مختلف BiOI-BiFeO3، BiOBr-BiFeO3 و BiOCl-BiFeO3 به کمک روش سونوشیمیایی-رسوبی با درصدهای مختلف وزنی سنتز و کارآیی آن‌ها در فرآیند حذف آلاینده دارویی تتراسایکلین مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. در ادامه، فتوکاتالیست بهینه هر دسته انتخاب گردید و عملکرد آن‌ها در فرآیند همزمان تولید هیدروژن و تصفیه پساب دارویی تتراسایکلین مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. با توجه به نتایج می‌توان دریافت که بطور کلی بکارگیری ترکیبات BiOX مختلف در کنار BiFeO3 جهت تشکیل اتصالات ناهمگون برای تخریب آلاینده تتراسایکلین اثرگذاری ثمربخشی داشته است. در نتیجه قراگیری 10 درصد وزنی BiFeO3 در کنار BiOI، فتوکاتالیست کامپوزیتی فعال در نور مرئی با ساختاری نسبتاً همگن به دست آمد که توانست در مدت زمان 3 ساعت تابش نور فرابنفش آلاینده تتراسایکلین را به میزان 4/89% حذف نماید. افزون بر این، نتایج نشان داد که تشکیل ترکیب اتصال ناهمگونی از 5 درصد وزنی BiFeO3 در کنار 95 درصد وزنی BiOBr با کاهش سرعت بازترکیبی جفت-های الکترون-حفره و ایجاد یک مورفولوژی سلسله مراتبی، عملکرد قابل قبولی در حذف تتراسایکلین با دستیابی به بازدهی 3/90%، از خود نشان داد. در بخش بعدی، نتایج، بیانگر عملکرد بسیار مطلوب ترکیب 10 درصد وزنی BiFeO3 در کنار90 درصد وزنی BiOCl بوده و این ترکیب، موفق به حذف کامل تتراسایکلین از محلول واکنش گردید که این راندمان بالا به دلیل توزیع و پراکندگی بسیار یکنواخت ذرات نیمه‌رسانا، تشکیل یک ساختار همگن بدون کلوخه و انباشتگی، برهمکنش مناسب بین ذرات و کاهش قابل ملاحظه سرعت بازترکیبی جفت‌های الکترون-حفره در این نمونه بود که توسط آنالیزهای شناسایی XRD، FESEM، EDX و PL نیز تایید گردید. در تست راکتوری تحت تابش نور شبیه‌ساز خورشید، نمونه BiOI-BiFeO3 به دلیل لبه باند جذب وسیع در ناحیه مرئی، توانست در مقایسه با سایر ترکیبات، بهترین عملکرد را برای حذف آلاینده تتراسایکلین از خود نشان دهد. در نهایت نتایج نشان داد که عملکرد هر سه فتوکاتالیست اتصال ناهمگون بهینه در فرآیند همزمان تولید هیدروژن و تخریب نوری تتراسایکلین قابل قبول بوده و در این میان، فتوکاتالیست BCl90-BF10 با تولید μmol/g.h 2700 هیدروژن و حذف بیش از 96% تتراسایکلین به عنوان فتوکاتالیست بهینه این پژوهش تعیین گردید.

-

در دهه‌های اخیر با توجه به مشکلات زیست ‌محیطی بکارگیری سوخت‌های فسیلی و نیز محدودیت منابع آن، تولید انرژی‌های نو و تجدیدپذیر بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در این میان، سـوخت بیودیـزل به دلیـل آلودگـی کمتـر و تجدیدپذیـر بـودن، جایگزین مناسـبی بـرای سـوخت‌های دیـزلی شـناخته شـده اسـت. به هرحال، تولید و بکارگیری بیودیزل با مشکلات و چالش‌هایی روبرو می-باشد که از جمله این چالش‌ها می‌توان به هزینه سنگین تولید بیودیزل از روغن‌های خوراکی و نیز سنتز کاتالیست پربازده و کم هزینه با قابلیت جداسازی بالا برای تولید بیودیزل اشاره نمود. درهمین راستا دراین پژوهش، مطالعات آزمایشگاهی تولید بیودیزل از روغن پسماند خوراکی به روش تبادل استری و با بهره گیری از اکسید کلسیم (CaO) حاصل از استخوان گاو تقویت شده با مقادیر مختلف نانوذرات فریت مس به عنوان کاتالیست قلیایی غیرهمگن انجام شد.بدین منظور، پودراستخوان گاو با توجه به اینکه یک ماده دورریز زیستی محسوب می‌شود مورد فرآوری و آماده‌سازی قرار گرفت ودرادامه تاثیردمای کلسیناسیون برعملکرد پودر استخوان مورد بررسی قرار گرفت. سپس، با استفاده از نانوذرات فریت مس و به روش رسوبی پودر استخوان مغناطیسی گردید. به منظور تعیین خصوصیات کاتالیست‌های سنتز شده از آنالیز‌های شناسایی مختلفی نظیر XRF، TGA، XRD، FTIR، FESEM و VSM بهره گرفته شد. آزمایشات در شرایط عملیاتی دمای °C 65، مدت زمان 4ساعت، نسبت مولی متانول به روغن 12 به 1 و مقدار کاتالیست 6 درصد وزنی انجام گرفت. نتایج عملکردی نشان داد، که دمای کلسیناسیون پودر استخوان بسیار روی عملکرد آن موثر است به ‌نحوی که در دماهای کلسیناسیون °C 800 و °C 900 بیودیزل تولیدی بسیار ناچیز بود و بیشترین مقدار بیودیزل تولیدی برای نمونه تکلیس شده در دمای °C 1000 حاصل شد که با نتایج حاصل از آنالیز TGA مطابقت دارد. مطالعات نشان داد که استفاده از wt.% 20 از نانوذرات فریت مس همراه با پودر استخوان بیشترین بازده تولید بیودیزل را از خود نشان می‌دهد که این امر می‌تواند به سبب پراکندگی و توزیع بسیار مناسب کاتالیست کامپوزیتی، کاهش تعداد کلوخه‌ها دراین نمونه درمقایسه با سایر نمونه‌ها، ایجاد برهمکنش مناسب میان نانوذرات فریت مس و پودر استخوان ودسترسی بهتر به سایت‌های فعال باشد. همچنین، خاصیت سوپر پارامغناطیسی این کاتالیست گواه بر جداسازی بسیار راحت آن از محیط واکنش با اعمال یک میدان مغناطیسی می‌باشد.افزون براین، اندازه ‌گیری مشخصات و ویژگی‌های بیودیزل تولیدی و مقایسه با استانداردهای جهانی این سوخت، تایید کننده کیفیت بالای بیودیزل تولید شده می‌باشد.

در عصر حاضر، آلودگی آب و بحران انرژی که دلیل اصلی آن صنعتی شدن جوامع و افزایش شهرنشینی است به معضلات بزرگ جامعه بشری تبدیل شده است. با توجه به وسعت دو مشکل در شرایط کنونی توسعه فناوری‌های جدید و پیشرفته بسیار ضروری است. فرآیند فتوکاتالیستی با استفاده از نیمه‌رسانا TiO2 یکی از روش‌های مطلوب، کارآمد و قابل اعتماد است که می‌تواند همزمان مشکلات آلودگی آب و بحران انرژی را حل کند. نیمه‌رسانا TiO2 با توجه به چالش‌ها و مشکلاتی از جمله بازترکیب سریع حامل‌های بار، تراکم و انباشتگی نانوذرات TiO2، عدم فعال‌سازی در نور مرئی و نیز بازیابی و جداسازی دشوار نیمه‌رسانا کارایی آن در این فرآیندها با محدودیت مواجه شده است. از جمله راه حل‌های ثمربخش به جهت رفع و کاهش چالش‌های پیش‌رو، ایجاد ساختار اتصال ناهمگون p-n و نیز تثبیت نیمه‌رسانا بر روی پایه متخلخل می‌باشد. برای این هدف، BiOBr با توجه به باندگپ باریک و ساختار کریستالی لایه باز که منجر به افزایش جدایی حامل‌های بار می‌شود، کاندیدای بسیار مناسبی برای ایجاد ساختار اتصال ناهمگون p-n می‌باشد. از سویی دیگر، پایه زئولیتی کلینوپتیلولیت با در نظر گرفتن پایین بودن هزینه استخراج آن، فراوانی، پایداری شیمیایی و حرارتی و ساختار منحصر به فرد می-تواند گزینه مناسبی برای فرآیندهای فتوکاتالیستی باشد. در پژوهش حاضر، اثر تشکیل ساختار اتصال ناهمگون BiOBr-TiO2، اثر بارگذاری آن‌ها بر روی پایه کلینوپتیلولیت و نیز بکارگیری ترکیب درصدهای مختلف اتصال ناهمگون تثبیت شده روی پایه در فرآیند حذف و تخریب آلاینده کشاورزی بنتازون مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. در نهایت فعالیت فتوکاتالیست بهینه به منظور تولید هیدروژن و تصفیه پساب کشاورزی بنتازون به صورت همزمان مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج، تایید کننده اثربخشی بکارگیری پایه زئولیتی کلینوپتیلولیت و نیز حضور BiOBr به همراه TiO2 برای ایجاد ساختار اتصال ناهمگون به منظور تخریب آلاینده بنتازون در فرآیند فتوکاتالیستی می‌باشد. مطالعات نشان داد که مقدار بارگذاری wt.% 40 ساختار اتصال ناهمگون روی پایه زئولیتی بیشترین بازده را از خود نشان می‌دهد. افزون بر این، بکارگیری ترکیب درصد wt.% 10 از BiOBr و wt.% 30 از TiO2 در فتوکاتالیست‌های سه‌تایی، عملکرد بسیار مناسبی برای حذف نوری آلاینده بنتازون از خود نشان داد که این امر به سبب پراکندگی بسیار مناسب ذرات فاز فعال، عدم وجود تراکم و انباشتگی به دلیل ساختار یکنواخت، مساحت سطح بیشتر، باند گپ مناسب، میزان نوترکیبی پایین حامل‌های بار و نیز افزایش سرعت جدایش جفت‌های الکترون-حفره در نمونه حاضر در مقایسه با سایر نمونه‌ها است که با استفاده از آنالیزهای شناسایی تایید گردید. تحت 2 ساعت تابش نور ماوراءبنفش با استفاده از فتوکاتالیست B10-T30/CLT، 80 % از پساب آلاییده به بنتازون حذف می‌گردد. نتایج، بیانگر فعالیت بسیار مناسب فتوکاتالیست بهینه در فرآیندهای همزمان تولید هیدروژن و تصفیه پساب کشاورزی است، به‌گونه‌ای که تحت 4 ساعت تابش نور UV تمامی آلاینده بنتازون از محلول حذف شده و μmol/g.h 3731 هیدروژن تولید می‌شود. به علاوه، همان‌گونه که از نتایج آنالیز UV-vis نیز قابل پیش‌بینی بود، فتوکاتالیست بهینه B10-T30/CLT با تولید μmol/g.h 2853، عملکرد مطلوبی را تحت تابش نور مرئی به منظور تولید هیدروژن از خود نشان می‌دهد.

در سال های اخیر، فرآیندهای فتوکاتالیستی در حضور نانومواد بیسموت بنیان به عنوان روشی کارآمد و کم هزینه برای تصفیه پساب های دارویی ازجمله آنتی بیوتیک ها بسیار مورداستفاده قرار گرفته اند که در این میان، نیمه رسانای Bi2WO6 به دلیل ساختار و خواص فیزیکی-شیمیایی منحصربه فرد، فعالیت در ناحیه نور مرئی و پایداری بالا در برابر خوردگی نوری توجه زیادی را به خود جلب کرده است. بااین حال، کارآیی فتوکاتالیستی این نانومواد در ناحیه مرئی به دلایلی چون انرژی شکاف باند نسبتاً زیاد، توانایی جذب نسبتاً کم نور، بازترکیب سریع الکترون حفره، ظرفیت جذب پایین، تمایل به انباشتگی در محلول و نیز بازیابی دشوار چندان مطلوب نیست. ازجمله راهکارهای مؤثر به منظور غلبه بر این مشکلات، تثبیت نانوذرات بر روی بستر و نیز تشکیل ساختار اتصال ناهمگون است. در این راستا، کانی رسی سپیولیت به دلیل هزینه پایین، فراوانی، مورفولوژی فیبری و متخلخل، سطح زیاد و نیز ظرفیت جذب بالا، انتخابی مطلوب برای بارگذاری و تثبیت نانوذرات بشمار می رود. از طرفی، CuO باانرژی شکاف باند بسیار باریک و قدرت اکسیداسیون بالا، نیمه رسانای مناسبی جهت تشکیل یک ساختار اتصال ناهمگون کارآمد با Bi2WO6 است. لذا در این تحقیق، کارآیی مقادیر مختلف بارگذاری نانوذرات Bi2WO6 و نیز ترکیب درصدهای مختلف ساختار اتصال ناهمگون CuO-Bi2WO6 سنتزی به روش رسوبی بر روی سپیولیت در تجزیه فتوکاتالیستی تتراسایکلین تحت تابش نور شبیه ساز خورشید موردبررسی قرار گرفت. نمونه های سنتز شده با استفاده از آنالیزهای XRD ، FESEM ، ICP ، جذب واجذب گاز نیتروژن، DRS و PL خصوصیتسنجی شدند. نتایج ارزیابی عملکردی گویای اثربخشی قابل توجه حضور سپیولیت و نیز مس اکسید بر روی عملکرد فتوکاتالیستی نیمه رسانای Bi2WO6 بود. با توجه به نتایج به دست آمده، مشخص شد که wt.% 64 مقدار بهینه هم به لحاظ اقتصادی و هم کارآیی برای فتوکاتالیست بیسموت تنگستات جهت بارگذاری بر روی بستر سپیولیت خام است. با بارگذاری بیشتر، مقدار بازده حذف فتوکاتالیستی عمدتاً به دلیل پوشش سطحی شدید و چندلایه ای سپیولیت خام و تشکیل کلوخهها تغییر محسوسی نمی کند. در ادامه، نتایج ارزیابی بارگذاری 64 درصد وزنی ساختار اتصال ناهمگون CuO-Bi2WO6 با ترکیب درصدهای مختلف نشان داد که به کارگیری بیش از wt.% 14 مس اکسید علیرغم کاهش بیشتر انرژی شکاف باند و فعالسازی بهتر در ناحیه مرئی سبب پوشش شدید سطح الیاف سپیولیت، افت محسوس خواص بافتی و درنتیجه افزایش سرعت بازترکیب حاملان بار و نیز کاهش تعداد سایت های فعال جهت واکنش با آلاینده میگردد و از اثرگذاری مس اکسید میکاهد. مطالعات سینتیکی نیز بیانگر سرعت تخریب بیشتر آلاینده توسط نانوکامپوزیت Bi2WO6-CuO/Sepiolite حاوی 14 درصد وزنی از هر کدام از نانوذرات مس اکسید و بیسموت تنگستات و تبعیت نتایج از واکنش مرتبه دوم بود. همچنین، اثر پارامترهای عملیاتی مؤثر بر بازده فرآیند فتوکاتالیستی با استفاده از طراحی آزمایش مرکب مرکزی با چهار فاکتور در پنج سطح مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به چگونگی اثرگذاری فاکتورهای عملیاتی مؤثر و برهم کنش های میان آن ها بر روی پاسخ، حداکثر میزان تجزیه فتوکاتالیستی تتراسایکلین (97/4%) در شرایط عملیاتی بهینه 5/02 =pH ، دوز فتوکاتالیست g/L 0/62، غلظت آلاینده ppm 14/97 و مدت‌زمان تابش 133/78 دقیقه به دست آمد.

در سال‌های اخیر، تتراسایکلین یکی از پرکاربردترین داروهای مورد استفاده درکشورهای در حال توسعه به منظور درمان و پیشگیری از بیماری در انسان، دام وطیور بوده است. با این وجود، مقادیر زیادی از محتوای تتراسایکلین حاصل از پساب‌های پزشکی- صنعتی به درون آب، مشکلات شدید زیست محیطی را سبب شده و تاثیرات نامطلوبی بر اکوسیستم داشته‌اند. لذا حذف مؤثرآنها بسیار ضروری به نظر می‌رسد. در حال حاضر فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته فتوکاتالیستی در حضور نیمه رسانای BiOIبه عنوان یک روش مؤثر و ارزان برای تخریب آلاینده‌های آلی مورد توجه می‌باشد. سرعت آهسته نفوذ بار و تحرک، احتمال بازترکیب سریع جفت‌های الکترون حفره تولید شده، ظرفیت جذب پایین، بازیابی دشوار و نیز تمایل به انباشتگی ذرات از دلایل اصلی کارایی نه چندان مطلوب فتوکاتالیستBiOI به شمار می‌روند. از جمله راهکارهای مؤثر به منظور غلبه بر این مشکلات، تثبیت ذرات نیمه رسانا BiOI روی کلینوپتیلولیت به عنوان یک ماده آلومیناسیلیکاتی متخلخل طبیعی است. علی‌رغم ویژگی‌های منحصر به فرد زئولیت کلینوپتیلولیت، مساحت سطح پایین این ماده و عدم تکرارپذیری و همگن بودن نمونه استخراج شده از معدن از جمله چالش‌های اصلی بکارگیری این ماده معدنی می‌باشد که رفع و یا به حداقل رساندن این موانع هدف اصلی این کار تحقیقاتی می‌باشد. بر این اساس در این پژوهش، تاثیر اصلاح پایه‌های زئولیتی به واسطه فرآوری‌های شیمیایی اسید شویی، بازشویی و تعویض یونی، اثر مقدار بارگذاری نیمه رسانا BiOI روی پایه کلینوپتیلولیت فرآوری‌شده و نیز نقش پارامترهای عملیاتی مؤثر در بازده فرآیند با استفاده از روش طراحی آزمایش مرکب مرکزی با سه فاکتور در پنج سطح مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج تست‌های عملکردی نشان دادکه بکارگیری کلینوپتیلولیت به عنوان پایه افزایش کارآیی فتوکاتالیستی نیمه رسانای BiOI را بدنبال دارد. به‌علاوه نتایج نشان دادندکه‌ کاتالیست BiOI بارگذاری‌شده روی پایه کلینوپتیلولت اصلاح شده به روش اسیدشویی به دلیل توزیع مناسب و مطلوب ذرات، افزایش قابلیت جذب سطحی، ایجاد ساختار مزوحفره با مساحت سطح بالا و کاهش سرعت بازترکیب جفت‌های الکترون-حفره در مقایسه با سایر نمونه‌های کاتالیستی بهترین عملکرد را در حذف تتراسایکلین داردکه این امر توسط آنالیزهای XRD، FESEM، BET، FTIR، UV-vis و PL نیز به اثبات رسید. با بررسی نحوه اثرگذاری پارامترهای عملیاتی مؤثر و تعاملاتشان روی پاسخ، می‌توان دریافت که حداکثر میزان حذف فتوکاتالیستی تتراسایکلین (99‌%) در شرایط بهینه، (غلظت آلاینده ppm 08/5، مقدار فتوکاتالیست 0/98 g/l و مدت زمان min 28/80) به دست می‌آید. به‌علاوه‌ فتوکاتالیست بهینه پس از4 مرحله استفاده مجدد، حداقل مقدار افت فعالیت را داشت که نشان از قابلیت استفاده مجدد این فتوکاتالیست می‌باشد.

با توجه به ذخایر محدود سوخت فسیلی در کنار محادودیت های اقتصادی سیاسی و زیسات محیطی، ((اقتصاد هیدروژن)) می-تواند یک راه حل طولانی مدت برای حل بحران انرژی باشد در هماین راستا در تحقیق حاور هدف خالص سازی هیدروژن خروجی طی فرایند ریفرمینگ کاتالیستی پساب خروجی کارخانه استخراج روغن زیتون با بخار آب در راکتور به واسطه سامانه غشایی پالادیوم-نقره می باشد برای هدف مذکور یک مطالعه و بررسی جامع مدلسازی در این پایان نامه کارشناسی ارشد انجام می شود. بنابراین به منظور پیشگیری از اتلاف هزینه های غیر ضروری آزمایشگاهی برای اولین بار در سطح بین المللی یک مدل دو و سه بعدی و هم دما بر پایه روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای شبیه سازی عملکرد سامانه غشایی پالادیوم-نقره برای خالص سازی هیدروژن طی فرآیند ریفرمینگ کاتالیستی پساب خروجی کارخانه روغن زیتون با بخار آب ارائه گردیده است به واسطه مدلسازی ارزیابی تاثیر پارامترهای مختلاف عملیاتی بر روی عملکرد سامانه غشای پالادیوم-نقره به طور کامل انجام شده است. از نتایج مدلسازی حاضر عملکرد خوب سامانه غشای برای خالص سازی هیدروژن مشاهده شد.

در سال های اخیر، فرآیندهای فتوکاتالیستی در حضور نانومواد اکسید روی به عنوان یک روش مؤثر و ارزان برای تخریب آلاینده های کشاورزی ازجمله علف کش ها مورد توجه قرارگرفته اند. بااین حال، به کارگیری این نانومواد فتوکاتالیستی با محدودیت هایی از قبیل بازترکیب سریع الکترون-حفره، ظرفیت جذب پایین، تمایل به انباشتگی در محلول و نیز بازیابی دشوار مواجه می باشند. ازجمله راهکارهای مؤثر به منظور غلبه بر این مشکلات، بارگذاری نانوذرات با ظرفیت جذب بالا و نیز تشکیل ساختارهای نانومواد یک بعدی است. در این راستا، بنتونیت به عنوان یک آلومیناسیلیکات متخلخل طبیعی به دلیل هزینه پایین، فراوانی، سطح زیاد و نیز یک جاذب عالی، گزینه ای مطلوب برای بارگذاری بشمار می رود. از طرفی، به نظر می رسد که نانوالیاف در مقایسه با سایر نانوساختارها به دلایلی چون کاهش انباشتگی، انتقال بار سطحی پایین و قابلیت جداسازی بالا از محلول، فرم ایده آلی برای به کارگیری در فرآیندهای فتوکاتالیستی باشند. لذا در این تحقیق، کارآیی نانوالیاف ZnO سنتزی به روش های الکتروریسی و الکتروسانتریفوژریسی و نیز نانوالیاف کامپوزیتی ZnO/Bentonite الکتروسانتریفوژریسی شده با ترکیب درصدهای مختلف بنتونیت (5/2، 5، 10، 15 و %.wt 30) در تخریب آلاینده بنتازون مورد بررسی قرار گرفت. خصوصیات نمونه های سنتز شده با استفاده از آنالیزهای XRD، FESEM/EDX، DRS، PL، FTIR و TGA مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از آنالیزهای شناسایی، تشکیل ساختار کریستالی نانوالیاف اکسید روی، حضور نانوذرات بنتونیت و توزیع عالی آن ها بر روی نانوالیاف، حذف کامل قالب پلیمری PVP و نیز کاهش بازترکیب حامل های بار را نشان می دهند. نتایج ارزیابی عملکردی گویای اثربخشی ساختار نانوالیاف و همچنین حضور نانوذرات بنتونیت بر روی عملکرد نیمه رسانای ZnO در فرآیند حذف فتوکاتالیستی بنتازون، از طریق افزایش جذب مولکولی، قابلیت بازیابی و نیز جلوگیری مؤثر از بازترکیب الکترون-حفره می باشد. با افزودن مقدار %.wt 5 بنتونیت حداکثر میزان حذف به دست آمد. این در حالی است که با به کارگیری مقدار بیشتر بنتونیت به دلیل ایجاد ممانعت نوری درنتیجه پوشش سطحی نانوالیاف و نیز کاهش تعداد سایت های فعال در دسترس، بازده حذف کاهش یافت. مطالعات سینتیکی نیز بیانگر سرعت تخریب بیشتر آلاینده توسط نانوالیاف کامپوزیتی حاوی %.wt 5 بنتونیت و تبعیت نتایج از واکنش مرتبه اول دارد. مدل سازی و بهینه سازی فرآیند فتوکاتالیستی با استفاده از طراحی مرکب مرکزی (CCD) و در نظر گرفتن چهار فاکتور غلظت آلاینده، مقدار فتوکاتالیست، pH محلول و زمان واکنش بررسی شد. در شرایط بهینه عملیاتی (غلظت آلاینده ppm 11/10، مقدار کاتالیست g/L 33/0، 92/8 =pH و زمان تابش 85 دقیقه) میزان تخریب نوری 3/98% به دست آمد. بعلاوه، فتوکاتالیست بهینه پس از 4 مرحله استفاده مجدد، حداقل مقدار افت فعالیت را در مقایسه با نانوذرات ZnO داشت که نشان از قابلیت استفاده مجدد این فتوکاتالیست می باشد.

پاراکوات یکی از متداولترین علف کش های مورد استفاده به منظور افزایش بهره وری محصولات کشاورزی از طریق جلوگیری از رشد علف های هرز می باشد. با این وجود، نفوذ پاراکوات به درون آب و خاک، مشکلات جدی زیست محیطی را سبب شده و لذا حذف مؤثرآن بسیار ضروری به نظر می رسد. در سال های اخیر فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته فتوکاتالیستی در حضور نیمه رسانای TiO2 به عنوان یک روش مؤثر و ارزان برای تخریب آلاینده های آلی، مورد توجه قرار گرفته است. بازترکیب سریع جفت های الکترون-حفره، ظرفیت جذب پایین، تمایل به انباشتگی نانوذرات و نیز بازیابی دشوار از دلایل اصلی کارآیی نه چندان مطلوب فتوکاتالیست TiO2 به شمار می روند. از جمله راهکارهای مؤثر به منظور غلبه بر این مشکلات، تثبیت نانوذرات نیمه رسانا روی یک پایه متخلخل و نیز تشکیل ساختار اتصال ناهمگون است. بدین منظور، WO3 با شکاف انرژی باریک و قدرت اکسیداسیون بالا، گزینه ای مطلوب برای تشکیل یک ساختار اتصال ناهمگون مناسب با تیتانیا می باشد. از طرفی، دیاتومه به عنوان یک ماده سیلیکایی متخلخل طبیعی به دلیل هزینه پایین، فراوانی ونیز ظرفیت جذب بالا، می تواند پایه مناسبی برای فتوکاتالیست باشد. در این پژوهش، اثر هم افزایی تشکیل ساختار اتصال ناهمگون TiO2-WO3 و حضور پایه متخلخل دیاتومه در تخریب نوری پاراکوات مورد ارزیابی قرار گرفت. در این راستا، اثر روش بارگذاری نیمه رساناها روی پایه دیاتومه، بکارگیری ترکیب درصدهای مختلف WO3 در ساختار فتوکاتالیست سه تایی اتصال ناهمگون و نیز نقش پارامترهای عملیاتی مؤثر در بازده فرآیند با استفاده از روش طراحی آزمایش مرکب مرکزی با چهار فاکتور در پنج سطح مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج، گویای اثربخشی حضور دیاتومه به عنوان پایه و همچنین نیمه رسانای WO3 در کنار تیتانیا برای تشکیل ساختار اتصال ناهمگون مناسب بر روی عملکرد نیمه رسانای TiO2 در فرآیند حذف فتوکاتالیستی پاراکوات می باشد. مطالعات نشان داد که روش سنتز رسوبی به دلیل بهبود خصوصیات فتوکاتالیستی مانند مورفولوژی یکنواخت، پراکندگی خوب سایت های فعال و برهمکنش قوی فلز-پایه، روش مناسبی برای سنتز ترکیب سه تایی TiO2-WO3/Diatomite می باشد. بکارگیری مقدار wt.% 5 از WO3 در ترکیب فتوکاتالیست سنتزی، بیشترین بازده را از خود نشان داد که این امر به دلیل پراکندگی و توزیع مطلوب ذرات، مورفولوژی یکنواخت، شکاف انرژی مناسب و سرعت پایین بازترکیب جفت های الکترون-حفره در این نمونه نسبت به سایر نمونه ها بودکه توسط آنالیزهای FESEM، EDX، UV-vis و PL نیز به اثبات رسید. با بررسی نحوه اثرگذاری پارامترهای عملیاتی مؤثر و تعاملاتشان روی پاسخ، می توان دریافت که حداکثر میزان حذف فتوکاتالیستی پاراکوات (1/97%) در شرایط بهینه pH برابر با 21/7، مقدار فتوکاتالیست g/L 38/1، ، غلظت آلاینده ppm 59/12 و مدت زمان min 78/121 به دست می آید. بعلاوه فتوکاتالیست بهینه پس از 5 مرحله استفاده مجدد، حداقل مقدار افت فعالیت را داشت که نشان از قابلیت استفاده مجدد این فتوکاتالیست می باشد.