بیسموت وانادات به علت فعالیت در حضور نور مرئی، پایداری و مقرون به صرفه بودن یکی از پرکاربردترین نیمه رساناها برای شکافت فوتو الکتروشیمیایی آب با استفاده از نور خورشید می باشد. این نیمه رسانا علاوه بر داشتن گاف نوار مناسب معایبی همچون بازترکیب بالای الکترون-حفره را داراست . در این کار تحقیقاتی با هدف کاهش بازترکیب الکترون–حفره و افزایش بهره وری فوتو الکترود های بیسموت وانادات از تیتانیوم دی اکسید مزومتخلخل قالب گیری شده با کوپلیمر های P123، F127 و Brij 57 استفاده شد. اثر این کوپلیمر های سه و دو بلوکی بر روی خواص تیتانیوم دی اکسید مزوپروس سنتز شده با آن ها و در حضور بیسموت وانادات توسط آنالیز های FE-SEM، XRD، UV-vis وBET مورد بررسی قرار گرفت. این کوپلیمر ها با ایجاد حفراتی با اندازه های متفاوت باعث تغیر در میزان تخلخل و در نتیجه بارگزرای متفاوت بیسموت وانادات بر روی تیتانیوم دی اکسید شدند. جهت ارزیابی نتایج فوتو الکتروشیمیایی، آنالیزهای LSV و امپدانس الکتروشیمیایی بر روی فوتوالکترود ها انجام شد. آنالیز های فوتو الکترود ها، جذب در ناحیه مرئی، افزایش جریان در پتانسیل 1.23V vs RHE و مقاومت انتقال بار کم در نمونه های Meso TiO2/ BiVO4 را ثابت کرد. نتایج نشان داد که تیتانیوم دی اکسید مزوپروس قالب گیری شده، فعالیت بیسموت وانادات را تا 2.5 برابر بهبود می بخشد.

در این پژوهش، نانوسیم های وانادات بیسموت (BiVO4) به روش حرارتی ساخته شدند. برای مشخصه یابی نانوسیم ها از آنالیزهای پراش پرتوی ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف نگاری پراکندگی انرژی ((EDS، طیف سنج تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) و طیف سنجی جذبی مرئی-فرابنفش (UV-Vis) استفاده شده است. الگوی پراش پرتوی ایکس نشانگر تشکیل فاز تک میل برای نانوسیم ها است. آنالیزهای EDS و FTIR نشان دادند که نانوسیم ها حاوی عنصر ناخالصی نمی باشند. از بررسی تصویر FESEM معلوم گردید که متوسط اندازه ی طول و قطر نانوسیم ها به ترتیب برابر 3/2 میکرومتر و 83 نانومتر است. از آنالیز UV-Vis شکاف نوری 20/2 الکترون ولت حاصل شد که در محدوده ی نور مرئی است. بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نانوسیم های وانادات بیسموت در تجزیه ی رنگ قرمز کنگو نشان داد که نانوسیم های وانادات بیسموت کاندیدای مناسبی جهت استفاده ی فوتوکاتالیستی و تجزیه ی مواد آلی به کمک نور خورشید می باشند.

در این پژوهش، لایه های نازک وانادات بیسموت (BiVO4) به روش حرارتی ساخته شدند. از آنالیزهای پراش پرتوی ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی ( FESEM)، طیف نگاری پراکندگی انرژی (EDS )، طیف سنج تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR ) و طیف سنجی جذبی مرئی- فرابنفش (UV-Vis ) برای مطالعۀ ساختار بلوری، ریخت شناسی، خواص نوری و فوتوکاتالیستی لایه های نازک استفاده شد. از داده های الگوی پراش پرتوی ایکس مشخص شد که لایه های نازک با فاز خالص تک میل ساخته شده اند. آنالیزهای EDS و FTIR نشان دادند که لایه های نازک حاوی هیچ عنصر ناخالصی نمی باشند. از بررسی تصویر FESEM معلوم گردید که متوسط اندازۀ طول لایه های نازک برابر 42/1 میکرومتر است. با استفاده از آنالیز UV-Vis شکاف نوری 21/2 الکترون ولت حاصل شد که در محدودۀ نور مرئی قرار دارد. بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی لایه های نازک وانادات بیسموت در تجزیۀ رنگ قرمز کنگو نشان داد که که این نوع نانوساختار وانادات بیسموت با فاز تک میل، جهت استفادۀ فوتوکاتالیستی و تجزیۀ مواد آلی به کمک نور خورشید مناسب می باشد.

ترکیبات سرامیکی BIMEVOX که از جایگزینی بخشی از وانادیوم در ترکیب Bi4V2O11 با طیف وسیعی از فلزات (ME: Cu, Ni, Ti, Zr,..) حاصل می گردند، در دمای محیط دارای ساختار تتراگونال بوده و دارای قابلیت هدایت یونی مناسب در دمای پایین می باشند. ترکیب BICUVOX.1 از جمله معروفترین اعضا این دسته از سرامیکهای هادی یون اکسیژن بوده و در دمای 400°C میزان هدایت یونی آن (2x10-2 S.Cm-1) بیش از 50 تا 100 برابر اکسید زیر کونیوم پایدار شده (معروفترین الکترولیت جامد موجود) در شرایط مشابه است.در پژوهش حاضر ترکیب BICUVOX.1 در حالت جامد سنتز شده و ساختار کریستالی و خلوص آن توسط پراش اشعه ایکس و پایداری فاز تشکیل شده با افزایش دما و به عبارتی احتمال وقوع دگرگونی در دماهای مختلف به روش آنالیز حرارتی (DTA/TG) مورد بررسی قرار گرفت. خواص الکتریکی (هدایت یونی) ترکیب سنتز شده پس از سینترینگ در محدوده دمایی 100-750 °C به روش طیف سنجی امپدانس اندازه گیری و تعیین شد. نتایج تحقیق نشان داد که ترکیب BICUVOX.1 در دمای 650 °C سنتز شده و در دمای محیط دارای ساختار کریستالی تتراگونال و تک فاز است. آنالیز حرارتی در دماهای مختلف نیز حاکی از پایداری ساختار تتراگونال از دمای محیط تا نقطه ذوب بوده و تنها استحاله فازی در محدوده دمایی 400-500 °C رخ داده و مربوط به تبدیل ساختار منظم به نامنظم جاهای خالی اکسیژن می باشد. نتایج اندازه گیریهای هدایت یونی در دماهای مختلف نیز نشان داد که ترکیب سنتز شده در دماهای پایین (300-500 °C) نسبت به زیرکونیا دارای قابلیت هدایت یونی بیشتری بوده و انرژی لازم جهت انجام فرآیند نفوذ یونی در آن به مراتب کمتر 0.4 eV در مقایسه با 1.1 eV در دمای (500 °C) از ترکیب زیرکونیای پایدار شده می باشد.

شناسایی و اندازه گیری داروی لوودوپا، که بعنوان یک داروی بسیار مهم در درمان بیماری پارکینسون شناخته می شود، بسیار حائز اهمیت است. در این مطالعه یک حسگر فوتوالکتروشیمیایی بر پایه فوتوالکترود BiVO4 آلایش شده با عنصر تنگستن برای سنجش لوودوپا معرفی شده است. این مطالعه برای اولین بار نشان داد که انتخاب نوع پیش ماده تنگستن می تواند نقش کلیدی در بهبود عملکرد فوتوالکترودهای BiVO4 آلایش شده و اندازه گیری دقیق لوودوپا نمونه های زیستی و دارویی ایفا کند. از این رو، دو نوع پیش ماده مختلف یعنی پودر خالص تنگستن و دیگری نمک سدیم تنگستات برای سنتز دو نوع فوتوالکترود آلایش شده با تنگستن استفاده گردید. اثر نوع پیش ماده تنگستن بر ویژگی های سطحی و کارایی حسگری این فوتوالکترودها در سنجش داروی لوودوپا با استفاده از تکنیک های امپدانس الکتروشیمیایی و کرنوامپرومتریک تحت تابش نور شبیه ساز خورشید بررسی شد. ویژگی های سطحی و نوری فوتوالکترودها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، کانفوکال(بررسی زبری سطح)، زاویه تماس آب و طیف سنجی UV-Vis مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نمونه آلایش شده با استفاده از پودر خالص تنگستن دارای تخلخل بیشتر، زبری بالاتر، آب دوستی بهتر و جذب نوری بالاتر است، که موجب افزایش سطح فعال و کارایی بالاتر در واکنش های فتوالکتروشیمیایی می شود. علاوه بر این، مشخص شد که این نمونه دارای حساسیت بالاتر، حد تشخیص پایین تر و دامنه غلظتی گسترده تر است. یافته های این تحقیق نوآوری در طراحی فوتوالکترودهای حساس و کاربردی برای سنجش داروهای زیستی و دارویی را برجسته می سازد.

مواد محافظ تشعشع و اجزای سازه های محافظ باید دارای خواص مکانیکی خوب، قابلیت استفاده طولانی مدت و انعطاف پذیری مناسب باشند. نانوکامپوزیت ها در شرایط مختلف خواص ریزساختاری و مکانیکی خوبی دارند. این مقاله به بررسی اصول محافظ پرتو گاما، از جمله برهم کنش پرتوهای گاما با ماده، نانوکامپوزیت های با پیوند ناهمگون بیسموت با ترکیب غلظت های مشخص (80، 85، 90 و 99 درصد) اکسید بیسموت با وانادیم به عنوان ماده حفاظی برای محافظت موثر در برابر پرتو گاما می پردازد. روش های مختلف ارزیابی محافظ اشعه گاما، از جمله تکنیک های اندازه گیری و شبیه سازی کامپیوتری را با استفاده از ابزار شبیه سازی مونت کارلویی Geant4 مورد بحث قرار می دهد. همچنین، برای بررسی عملکرد این نانوکامپوزیت ها، کمیت های موثر در تضعیف پرتو گاما مانند ضریب تضعیف جرمی، مسافت آزاد میانگین، لایه یک دهم مقدار و ضریب انباشت را محاسبه می شوند. در نهایت، این مقاله یک نمای کلی از محافظ اشعه گاما ارائه می دهد که برای اطمینان از ایمنی انسان و تجهیزات در مقابله با تشعشات پرتویی می پردازد.

با رشد علم و صنعت می توان پیش بینی کرد که هیدروژن سوخت آینده ی جوامع بشری خواهد بود. تبدیل مستقیم انرژی خورشید به سوخت، اخیراً به عنوان یک زمینه ی بسیار جذاب در علوم مطرح گردیده است. در این کار تجربی، لایه ی نازک اکسید فلزی بیسموت وانادات که می تواند در نقش فوتوآند به کار رود، به روش اسپری پیرولیز روی بسترهای ایندیم تیتانیوم اکساید لایه نشانی شد. برای اصلاح این کاتالیزگر نوری، اکسید کبالت به عنوان کمک کاتالیزور با روش پوشش دهی دورانی روی لایه ها بارگذاری گردید. برای بررسی تأثیر مدت زمان تکلیس کردن لایه ی نازک بیسموت وانادات در فوتوجریان، پنج نمونه به ترتیب از 1 ساعت تا 5 ساعت در 400 درجه سانتیگراد تکلیس شدند. نتایج نشان داد که با افزایش مدت زمان تکلیس از 2 ساعت الی 5 ساعت، فوتوجریان نیز افزایش می یابد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی به وضوح نشان می-دهند که با افزایش زمان تکلیس، نانوذرات منفرد بهم پیوسته تر گردیده اند. طیف پراش پرتو X برای نمونه ها، با زمان تکلیس تغییرات خاصی را در ساختار بلوری نشان نمی دهد. همچنین نمودار طیف جذبی نمونه ها یک افزایش در جذب فوتون فرودی با بالا رفتن مدت زمان تکلیس نمونه ها را ابراز داشت که به اندازه دانه بندی نمونه های مختلف بیسموت وانادات مربوط است.

در این پژوهش، تاثیر دما و مقدار نیترات بیسموت بر ویژگی های ساختاری، مغناطیسی و فوتوکاتالیزوری نانوذرات چندفروئی فریت بیسموت تهیه شده به روش سیترات نیترات بررسی شده اند. ویژگی های ساختاری و مغناطیسی به وسیله پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) و مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی در دمای اتاق بررسی شد. تحلیل الگوهای XRD و داده های FTIR نشان داد که فاز خالص فریت بیسموت فقط با ثابت ماندن مقدار مول نیترات بیسموت در محلول و در دمای oC650 به دست می آید. براساس نتایج مغناطیسی و فوتوکاتالیزوری نیز روشن شد که حضور فازهای ناخالصی سبب بوجود آمدن رفتار فرومغناطیسی قوی در نمونه ها می شود، اما تاثیر منفی بر ویژگی های فوتوکاتالیزوری فریت بیسموت دارد.

نمک های بازی بیسموت به دلیل ارزان بودن و بی ضرر بودن کاربردهای گسترده ای دارند و امروزه به عنوان فتوکاتالیست مورد توجه هستند. این پژوهش به سنتز تک مرحله ای کامپوزیت نیترات بیسموت بازی (BBN) و عنصر بیسموت (Bi) با استفاده از کاهنده NaBH4 طی سنتز گرمابی پرداخت تا کارایی فتوکاتالیستی آن در تخریب رنگ زای رودامین B بهبود یابد. نتایج نشان داد که افزودن NaBH4 منجر به بهبود ساختار سه بعدی دندانه ای متشکل از ورقه های دوبعدی و ایجاد بیسموت فلزی روی سطح و نقص های ساختاری می شود که به بهبود کارایی فتوکاتالیستی BBN منجر می شود. آنالیزهای FTIR و DRS، UV-Vis حضور گروه های نیترات و کاهش نوار گپ از 33/3 به ev09/3 را نشان دادند. نمونه سنتز شده با مقدار g0075/0 از NaBH4، بیشترین فعالیت فتوکاتالیستی در تخریب رودامین B را داشت و بیش از 95درصد محلول رنگ زای رودامین B طی 30 دقیقه با لامپ UV با توان 6 وات حذف شد که می تواند ناشی از اثر پلاسمون سطحی بیسموت فلزی و استحصال مؤثر نور در ساختار لایه ای سنتز شده باشد.