کاهش خواص فوتوکاتالیستی مضر نانوذرات تیتانیا به وسیله پوشش دهی با سیلیس

مقدمه: تیتانیا (TiO2) به دلیل داشتن پایداری شیمیایی مناسب و خواص فوتوکاتالیستی عالی قادر به جذب اشعه UV خورشید بوده و دارای پتانسیل کاربردی در ترکیب مواد آرایشی- بهداشتی است. علی رغم اینکه TiO2 به طور کلی یک ماده خنثی می باشد، اما نانوذرات آن رفتار فوتوکاتالیستی و اکسیدکنندگی شدیدی داشته و می توانند در حین تابش UV سمیت ایجاد کنند، به طوریکه اجزای فعال ایجاد شده از قبیل رادیکال های هیدورکسیل (HO·) و سوپراکسید (–·O2) باعث تجزیه ساختار مواد بهداشتی ضدآفتاب شده و حتی به DNA سلول های پوست آسیب می رسانند. برای کاهش خواص فوتوکاتالیستی بالای نانوذرات تیتانیا می توان از پوشش سیلان یا سیلیس (SiO2) استفاده نمود تا رادیکال های مضر را به دام انداخت. بدین ترتیب هدف از این تحقیق، سنتز نانوذرات تیتانیا و سپس پوشش دهی نانوذرات آماده شده با لایه مناسبی از سیلیس می باشد.مواد و روش ها: سنتز نانوذرات تیتانیا با بهره گیری از روش سل ژل و با استفاده از مواد اولیه که شامل تیتانیم تتراایزوپروپوکساید، اتانول آمین، اتانول و آب بود، انجام پذیرفت. سپس پودر تیتانیا با استفاده از پیش ماده تترا اتیل اورتوسیلیکات در دمای °C 80 و در حضور هیدروکسید آمونیوم به عنوان کاتالیست پوشش داده شد. فرآیند پوشش دهی در حضور ترکننده های سطحی مختلف کاتیونی، آنیونی و غیریونی انجام شد.یافته ها، بحث و نتیجه گیری: نتایج طیف سنجی پراش انرژی پرتو X (EDX) نانوکامپوزیت های TiO2-SiO2 سنتز شده نشان داد که نمونه بهینه با بهره گیری از ترکننده سطحی غیریونی پلی اتیلن گلیکول حاصل می شود، زیرا سطوح نانوذرات تیتانیا و جوانه های سیلیکا در pHهای محلول در حین پوشش دهی بر طبق نتایج آزمون پتانسیل زتا دارای بار منفی بوده و ترکننده غیریونی می تواند ضمن پوشاندن آنها، نیروی دافعه بین تیتانیا و سیلیکا را از بین ببرد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) نشان داد که اندازه کریستالیت های ذرات تیتانیای سنتز شده حدود nm 30 است و نانوذرات تیتانیا با لایه نازکی از SiO2 به ضخامت حدود nm 4 پوشیده شده اند. افزایش شدت جذب پیک مربوط به باندهای Ti-O-Si در طیف تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) نمونه های نانوکامپوزیتی با میزان پوشش SiO2 بیشتر، بیانگر تشکیل پیوند شیمیایی در فصل مشترک بین سطوح نانوذرات تیتانیا و لایه SiO2 بود. آزمون تجزیه رنگ متیلن آبی به کمک تابش اشعه UV حاکی از کاهش فعالیت فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت های حاصل نسبت به نانوذرات TiO2 بود.

Keywords:

نانوذرات تیتانیا , سمیت , نانوکامپوزیت های هسته/غشاء , فعالیت فوتوکاتالیستی , جاذب اشعه UV