| Περίληψη: | Η διαρκώς αυξανόμενη ζήτηση για καθαρό νερό εξαιτίας της αυξανόμενης βιομηχανικής δραστηριότητας και της ραγδαίας αύξησης του πληθυσμού αποτελεί ένα παγκόσμιο ζήτημα. Εκατομμύρια άνθρωποι πεθαίνουν κάθε χρόνο εξαιτίας ασθενειών που οφείλονται στη χρήση μολυσμένου νερού. Το φαινόμενο αυτό αναμένεται να μεγεθυνθεί τα επόμενα χρόνια καθώς ο κύκλος του νερού επιβαρύνεται όλο και περισσότερο με τοξικά απόβλητα. Οι συμβατικές τεχνικές που χρησιμοποιούνται σήμερα για την επεξεργασία του νερού, παρουσιάζουν υψηλό κόστος λειτουργίας αλλά επίσης ενδέχεται να παράγουν και δευτερογενείς ρύπους. Έχει βρεθεί ότι η δημοφιλέστερη μέχρι σήμερα διεργασία απολύμανσης, η χλωρίωση, είναι υπεύθυνη για την δημιουργία τοξικών ενώσεων που ενδεχομένως προκαλούν καρκίνο.
Τα τελευταία χρόνια οι φωτοκαταλυτικές διεργασίες με τη χρήση ημιαγωγών αποκτούν όλο και μεγαλύτερο ενδιαφέρον έναντι των άλλων τεχνικών επεξεργασίας αποβλήτων. Με τη χρήση των Προηγμένων Διεργασιών Οξείδωσης (ΠΔΟ) είναι εφικτή η μόνιμη αφαίρεση οργανικών ρύπων και εν δυνάμει παθογόνων μικροοργανισμών από το υδάτινο περιβάλλον. Ανάμεσα στους ημιαγωγούς που χρησιμοποιούνται ως φωτοκαταλύτες, το διοξείδιο του τιτανίου (TiO2) είναι ο πιο αποδοτικός φωτοκαταλύτης, απορροφώντας ισχυρά την υπεριώδη ακτινοβολία με μήκος κύματος 300 nm < λ < 390 nm, παραμένοντας σταθερός ακόμα και μετά από πολλούς διαδοχικούς φωτοκαταλυτικούς κύκλους. Όμως ακόμα και σήμερα η φωτοκατάλυση με τη χρήση του TiO2 έχει περιορισμένη εφαρμογή εξαιτίας κάποιων βασικών προβλημάτων όπως, την απορρόφηση μόνο της υπεριώδους ακτινοβολίας που αποτελεί μόνο το 5% της ηλιακής ακτινοβολίας, της δύσκολης απομάκρυνσης του TiO2 από την υδάτινη μάζα αλλά και το φαινόμενο της συσσωμάτωσης των νανοσωματιδίων του TiO2. Για να ξεπεραστούν αυτά τα εμπόδια, διάφορες στρατηγικές έχουν χρησιμοποιηθεί με σκοπό να επεκτείνουν την απορρόφηση του διοξειδίου του τιτανίου στο ορατό φάσμα, να αυξήσουν την καταλυτική επιφάνεια του και την απόδοση του, να ακινητοποιήσουν το διοξείδιο του τιτανίου σε στερεά υποστρώματα κ.α.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η φωτοκαταλυτική και αντιμικροβιακή δράση του διοξειδίου του τιτανίου. Ειδικότερα, μελετάται η δημιουργία νανοσύνθετων υλικών, όπου το διοξείδιο του τιτανίου ως το ενεργό τμήμα εναποτίθεται στην επιφάνεια αδρανών αργιλωδών υλικών όπως ο παλυγορσκίτης και ο αλλουσίτης. Με τα νανοσύνθετα αυτά υλικά επιχειρείται η φωτοκαταλυτική αποδόμηση οργανικών ρύπων μέχρι την πλήρη ανοργανοποίηση τους και σε επόμενο στάδιο μελετάται η επίδραση τους στους εν-δυνάμει παθογόνους μικροοργανισμούς. Τέλος μελετάται η ενίσχυση της αντιμικροβιακής δράσης των νανοσύνθετων υλικών με την προσθήκη νανοσωματιδίων αργύρου.
|
|---|
