کاربردهای خود تمیز شونده TiO2 توسط آبدوستی نور القایی و فتوکاتالیستی
1. مقدمه
توسعه مواد خود تمیز شونده، درک رابطه ساختار-عملکرد آن‌ها و ایجاد سطوح مصنوعی مهندسی با متغیر مناسب ترشوندگی برای کاربردهای تجاری مختلف، یک دامنه تحقیق فعال در علوم مواد است. در سال‌های اخیر این مواد با توجه به کاربرد گسترده شان در زمینه‌های مختلف ازجمله پارچه، مواد مبلمان، شیشه‌های پنجره، مواد بیرون ساختمان، کاشی‌های طاق، آینه‌های ماشین و پانل‌های خورشیدی، موردتوجه قرارگرفته است. این مواد به‌راحتی می‌تواند توسط یک جریان طبیعی آب مانند آب باران تمیز شوند که به نوبه خود به‌طور قابل‌توجهی هزینه‌های نگهداری معمول را کاهش می‌دهد. فعالیت خود تمیز شونده به‌طور ذاتی برجسته است، به‌عنوان‌مثال، در موارد برگ گیاه لوتوس، گیاه برنج، بال‌های پروانه، فلس‌های ماهی و غیره. سطح واکسی برگهای لوتوس همراه با حضور ساختارهای میکروسکوپی منجر به سطح بسیار آب‌گریز می‌شود. درنتیجه، هنگامی‌که قطرات آب از برگ غلت می‌زند ذرات گردوغبار/ خاک اغلب حذف می‌شوند. این مکانیسم به‌طور گسترده‌ای به‌عنوان "اثر لوتوس" شناخته می‌شود. سطح خود تمیز شونده را می‌توان به دو دسته گسترده تقسیم کرد:
1. Introduction
Development of self-cleaning materials, understanding their structure-function relationship, and engineering artificial surfaces with variable wettability suitable for various commercial applications constitute an active research domain in material science [1]. These materials have received substantial interest in recent years due to their wide applications in various fields ranging from indoor applications in fabrics [2–4], furnishing materials [5,6], window glasses [7–9], to exterior construction materials, roof tiles [10,11], car mirrors [5,6], and solar panels [12–14]. These materials can easily be cleaned by a stream of natural water such as rainfall, which in turn significantly reduces the routine maintenance cost. Self-cleaning activity is predominant in nature, for example, in the cases of leaves of lotus plant [15,16], rice plant [17], butterfly wings [18], fish scales [19] etc. The waxy surface of lotus leaves combined with the presence of microscopic structures result in an extremely hydrophobic surface [20]. Consequently, when water droplets roll off the leaves, the dust/dirt particles are also removed. This mechanism is widely known as “Lotus effect” [16]. Broadly, self-cleaning surfaces can be divided into two categories:
چکیده
1. مقدمه
2. زاویه تماس و ترشوندگی
3. سطوح آب‌دوست فتوکاتالیستی
3.1 تولید فضاهای خالی سطحی ناشی از نور القایی
3.2 بازسازی نور القایی پیوندهای Ti-OH
3.3. اکسیداسیون نوری هیدروکربن جذب‌شده
3.4. ترکیبی از مکانیسم‌های مختلف
4. بهبود فعالیت‌های فتوکاتالیستی و خود تمیز شوندگی TiO2
4.1 تاثیر زبری و تخلخل سطح روی خواص خود تمیز شونده فتوکاتالیستی
4.2 دوپینگ نافلزی
4.3. دوپینگ فلز
4.4 دوپینگ هم‌زمان فلز-نافلز
4.5. حساسیت رنگ
4.6 تشکیل پیوند ناهمگن/ ساختار ناهمگن
4.7 خلاصه‌ای از زوایای تماس کامپوزیت‌های مختلف TiO2
5. کامپوزیت‌های ضد میکروبی فتوکالیستی
6. سطوح آب‌گریز فتوکاتالیستی
7. رطوبت برگشت‌پذیر با نور کنترل‌شده
8. فوق آبگریزی-زیرآب
9. مواد دیگری که فعالیت خود تمیز شوندگی را نشان می‌دهند
10. روش‌های تست سطوح خود تمیزشونده فتوکاتالیستی
10.1 ISO 27448: 2009: روش آزمون استاندارد برای سطوح خود تمیزشونده فتوکاتالیست با اندازه‌گیری زاویه تماس
10.2 ISO 10678; 2010، 'تعیین فعالیت فتوکاتالیستی سطوح در یک محیط آبی با تخریب متيلن آبی
10.3 ISO 27447، 2009، 'سرامیکهای ریز ، سرامیک فنی پیشرفته - روش آزمون برای فعالیت ضد میکروبی مواد نیمه‌هادی فتوکاتالیستی
10.4 جوهرهای شاخص با فعالیت فتوکاتالیستی
11. کاربردهای تجاری سطوح خود تمیزشونده فتوکاتالیستی
12. نتیجه گیری
abstract
1. Introduction
2. Contact angle and wettability
3. Photocatalytic hydrophilic surfaces
3.1. Generation of light-induced surface vacancies
3.2. Photoinduced reconstruction of Ti OH bonds
3.3. Photo-oxidation of adsorbed hydrocarbon
3.4. A combination of various mechanisms
4. Improving photocatalytic and self-cleaning activities of TiO2
4.1. Impact of surface roughness and porosity on photocatalytic self-cleaning properties
4.2. Non-metal doping
4.3. Metal doping
4.4. Metal-non-metal co-doping
4.5. Dye sensitization
4.6. Heterojunction/heterostructure formation
4.7. Summary of contact angles of various TiO2 composites
5. Photocatalytic antibacterial composites
6. Photocatalytic hydrophobic surfaces
7. Reversible photo-controlled wetting
8. Underwater-superoleophobicity
9. Other material displaying self-cleaning activity
10. Testing methods for photocatalytic self cleaning surfaces
10.1. ISO 27448: 2009: Standard testing method for photocatalytic self-cleaning surfaces by measuring the contact angle
10.2. ISO 10678; 2010, ‘Determination of photocatalytic activity of surfaces in an aqueous medium by degradation of methylene blue’
10.3. ISO 27447: 2009, ‘Fine ceramics, advanced technical ceramics – test method for antibacterial activity of semiconducting photocatalytic materials’
10.4. Photocatalytic activity indicator inks
11. Commercial applications of photocatalytic self cleaning surfaces
12. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه