با توجه به مشکلات محیط‌زیستی، فرایند فتوکاتالیستی به‌عنوان یک راه‌حل مناسب برای حذف آلاینده‌ها بکار گرفته شده است. فتوکاتالیست‌ها پودری مشکلاتی از قبیل بازیابی، استفاده مجدد و آگلومره شدن را دارند که برای برطرف کردن این مشکلات، پوشش‌های فتوکاتالیستی راه‌حل مناسبی هستند. هدف از این پژوهش ارزیابی فعالیت فتوکاتالیستی پوشش‌های دی‌اکسید تیتانیم (TiO2) و اتصال غیرهمگن TiO2 و بیسموت تنگستات (Bi2WO6) است. در همین راستا مشخصه‌یابی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف‌سنجی فتوالکترون پرتو ایکس، طیف‌سنجی بازتاب نفوذی و طیف‌سنجی نوری لومینسانس انجام شد. در همین راستا، ابتدا پوشش‌های TiO2 از طریق اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی (PEO) برای استفاده از آن به‌عنوان یک سطح فتوکاتالیست متخلخل در تخریب متیلن آبی استفاده شده است. طرح فاکتوریل کسری (FFD) برای بهینه‌سازی پارامترهای مختلف پوشش‌دهی مانند ترکیب الکترولیت، پارامترهای الکتریکی و زمان فرایند بر اساس نرخ تخریب متیلن آبی انجام شد و نمونه بهینه انتخاب شد. نتایج نشان داد که نمونه بهینه با بیشترین میزان تخلخل روی سطح و بالاترین میزان آناتاز، بیشترین فعالیت فتوکاتالیستی را نشان داد که منجر به تخریب 47 درصد متیلن آبی تحت نور مرئی شد. رفتار فتوکاتالیستی پوشش بهینه تحت شرایط مختلف مانند حضور اکسنده پتاسیم پراکسی‌مونو سولفات (PMS)، غلظت آلاینده، شدت نور و pH ارزیابی شد. با توجه به شکاف انرژی محاسبه شده (01/3 الکترون‌ولت) مربوط به نمونه بهینه، موقعیت نوار رسانش و ظرفیت آن به ترتیب 43/0- و 58/2+ الکترون‌ولت حاصل شد که در حضور به‌دام‌اندازهای مناسب، گونه‌های فعال اکسیژنی در فرایند تخریب متیلن آبی تأیید شد. در فاز دوم، به‌منظور ایجاد اتصال غیرهمگن TiO2-Bi2WO6 از فرایند هیدروترمال استفاده شد، در این راستا پارامترهای فرایند هیدروترمال مانند غلظت‌های مختلف پیش ماده‌های سدیم تنگستات و نیترات بیسموت و همچنین زمان‌های مختلف فرایند بر رفتار فتوکاتالیستی پوشش‌ها در تخریب متفورین بررسی شد. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل‌های ریزساختاری نشان داد که تغییر غلظت پیش ماده‌های Bi2WO6 با حفظ کردن ساختار متخلخل پوشش PEO ، ریزساختار ورقه‌ای شکل از خود نشان دادند. سازوکار تشکیل آن بر روی پوشش TiO2 با بررسی اثر زمان هیدروترمال مورد بررسی قرار گرفت، به‌طوری‌که، با افزایش زمان ریزساختار سطح پوشش از ساختار کروی به سوزنی شکل تغییر یافت. راندمان تخریب متفورمین نشان داد که رفتار فتوکاتالیستی پوشش‌های TiO2-Bi2WO6 به‌طور چشمگیری نسبت به پوشش TiO2 افزایش یافت. به‌طوری‌که پوشش آماده شده در غلظت کم و در مدت زمان بالا میزان 90 درصد تخریب را در 180 دقیقه تحت نور مرئی نشان داد که ثابت نرخ تخریب آن 3/12 درصد بیشتر از TiO2 بود که می‌توان به کاهش شکاف انرژی (73/2 الکترون‌ولت) آن در مقایسه با پوشش TiO2 (01/3 الکترون‌ولت) نسبت داد. با بهره‌برداری از ویژگی‌های هم‌ترازی نوارهای ظرفیت و رسانش اتصال غیرهمگن پوشش، سازوکار فعالیت فتوکاتالیستی نوع II پیشنهاد شد که منجر به طیف گسترده‌ای از جذب نور مرئی و افزایش جداسازی حامل‌های بار شد. علاوه‌بر این، گونه‌های فعال اکسیژنی در طی فرایند تخریب با به‌دام‌اندازهای مناسب شناسایی شد و این سازوکار تخریب متفورین پیشنهاد شد.
