مروری بر بهبود عملکرد فوتوکاتالیستی نانوپوشش‌های رنگدانه‌ای حاصل از اکسیداسیون‌ پلاسمایی ‌الکترولیتی (PEO) بر روی فلزات و آلیاژها به‌عنوان فوتوکاتالیست‌

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، آزمایشگاه جنبه‌های مکانیکی خوردگی، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، دانشگاه

2 گروه نانوفناوری رنگ- پژوهشگاه رنگ

3 استاد و عضو هیات علمی، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، دانشگاه تهران، تهران، ایران، صندوق‌پستی 4563-11155.

10.30509/jscw.2026.167745.1275

چکیده

چکیده:

اکسیداسیون‌ پلاسمایی‌ الکترولیتی (PEO) یک روش پیشرفته الکتروشیمیایی است که به‌طور گسترده برای ایجاد لایه‌های اکسیدی‌ تبدیلی چسبنده بر سطح فلزات و آلیاژها مورد مطالعه قرار گرفته است. این لایه‌های اکسیدی، به‌ویژه به‌عنوان رنگدانه‌های فعال در کاربردهای فوتوکاتالیستی، از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. در این میان، لایه‌های رنگدانه‌ای دی‌اکسید تیتانیوم تشکیل‌شده بر سطح تیتانیوم و آلیاژهای آن، به‌طور گسترده‌ای بررسی شده‌اند. همچنین، فرآیند PEO بر روی فلزاتی مانند آلومینیوم، منیزیم، روی، نیوبیوم، زیرکونیوم، تانتالم و فولاد برای توسعه پوشش‌های رنگدانه‌ای بررسی شده است. فعالیت کاتالیستی این لایه‌های اکسیدی رنگدانه‌ای را می‌توان با روش‌هایی مانند دوپ‌کردن و تشکیل پیوندهای ناهمگون ، چه به‌صورت درجا و چه از طریق بارگذاری ثانویه اجزای فعال به‌طور قابل‌توجهی افزایش داد. این مرور جامع، به بررسی سازمان‌یافته رنگدانه‌های فوتوکاتالیستی ناشی از فرآیند PEO در کاربردهای مختلف می‌پردازد و منبعی معتبر برای پژوهشگران این حوزه فراهم می‌آورد. ساختار مقاله بر پایه نوع فلز زیرلایه به‌کاررفته در فرآیند PEO تنظیم شده است. همچنین، نقش پارامترهای فرایند در تعیین عملکرد فوتوکاتالیستی و ویژگی‌های رنگدانه‌ای لایه‌های ایجادشده بررسی شده و جزئیاتی درباره تأثیر دوپ‌کردن یا تشکیل پیوندهای ناهمگون با نافلزات، فلزات واسطه، عناصر خاکی کمیاب، فلزات گران‌بها، نانوکربن‌ها و سایر مواد ارائه گردیده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A Review on the Enhancement of Photocatalytic Performance of Pigmented Nanocoatings Produced by Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) on Metals and Alloys

نویسندگان [English]

  • Vahid Arabi Dilmaghani 1
  • مهرناز قراگوزلو 2
  • Saeed Reza Allahkaram 3
1 Master's student, Faculty of Metallurgical and Materials Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran, P.O. Box 11155-4563
2 Department of Nanomaterials and Nanocoatings, Institute for Color Science and Technology,
3 School of Metallurgy and Materials Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) is an advanced electrochemical technique widely studied for the formation of adherent conversion oxide layers on the surface of metals and alloys. Furthermore, the PEO process has been applied to metals such as aluminum, magnesium, zinc, niobium, zirconium, tantalum, and steel to develop pigmented coatings. The catalytic activity of these pigmented oxide layers can be significantly enhanced through methods such as doping and heterojunction formation, either in-situ or post-impregnation of the active components. This comprehensive review systematically discusses photocatalytic pigments derived from the PEO process for various applications, providing a reliable reference for researchers in this field. The structure of the paper is organized based on the type of metallic substrate used in the PEO process. Moreover, the role of process parameters in determining photocatalytic performance and pigment characteristics of the formed layers is analyzed, along with details on the effects of doping or heterojunction formation with nonmetals, transition metals, rare-earth elements, noble metals, nanocarbons, and other materials.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Plasma Electrolytic Oxidation (PEO)
  • Photocatalyst
  • Doping
  • Heterojunctions
  • TiO₂ Nano-pigmented Oxide Layers