چکیده: تحقیق اول به بررسی، سنتز، مشخصه یابی و کاربرد Ti₃C₂Tx (MXene) اصلاح شده با نانوذرات Bi₂S₃ و Bi₄V₂O₁₁ برای تخریب فوتوکاتالیستی رنگ تولوئیدن بلو (TB) پرداخته است. نانوکامپوزیت 2D-Ti₃C₂Tx/Bi₂S₃/Bi₄V₂O₁₁ بهترین عملکرد فوتوکاتالیستی را در تخریب TB تحت تابش نور مرئی نشان داد، تأثیر پارامترهای مختلف مانند مقدار کاتالیزور، pH محلول، غلظت اولیه TB و زمان تابش بر فرآیند تخریب فوتوکاتالیستی به روش طراحی آزمایش به طور همزمان مورد بررسی و بهینه‌سازی قرار گرفت. استفاده مجدد از فوتوکاتالیست نشان داد که پس از پنج چرخه، 2D-Ti₃C₂Tx/Bi₂S₃/Bi₄V₂O₁₁ همچنان عملکرد فوتوکاتالیستی خود را با کارایی حدود 80٪ حفظ کرده است. مکانیسم تخریب فوتوکاتالیستی با استفاده از مسیرهای انتقال بار و موقعیت‌های نوار در چارچوب سیستم Z-scheme به‌طور سیستماتیک توضیح داده شد که این مدل توسط آزمایش‌های مهار رادیکال‌ها و محاسبات ساختار باند تأیید گردید. در تحقیق دوم، یک کامپوزیت سه‌تایی نوآورانهAg₂SeO₃/ Eu₀.₂₈ Bi₀.₇₂VO₄/2D-Ti₃C₂Tx MXene (ASO/EBVO/2D-MXene) برای اولین بار با استفاده از دو روش ترکیبی هیدروترمال و هم‌رسوبی سنتز و شناسایی شد. این کامپوزیت به‌منظور تخریب فوتوکاتالیستی رنگ کاتیونی متیلن بلو (MB) در یک رآکتور فوتوکاتالیستی دسته‌ای تحت تابش نور مرئی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج شناسایی نشان داد که 2D-MXene قادر است به‌طور چشم‌گیری سطح ویژه را افزایش داده و ظرفیت جذب نور و تأثیر انرژی فوتوترمال را بهبود بخشد، که در نهایت منجر به ارتقاء فعالیت فوتوکاتالیستی ASO/EBVO گردید. برای بهینه‌سازی فرآیند تخریب، از روش RSM-CCD برای تغییر سیستماتیک پارامترهای کلیدی شامل مقدار کاتالیزور، pH، غلظت اولیه MB و زمان تابش استفاده شد. آنالیز PL نشان داد که نرخ بازترکیب تولید جفت‌های الکترون-حفره پس از رسوب ذرات ASO/EBVO بر روی MXene کاهش یافته است. نتایج نشان داد که فرآیند تخریب فوتوکاتالیستی با کارایی استثنایی همراه بوده، به‌طوری که کارایی تخریب تا 22/94%، ثابت سرعت واکنش بالا min⁻¹ 0789/0 و کارایی معدنی‌شدن 77% تنها در 45 دقیقه بدون نیاز به افزودن هیچ‌گونه اکسیدان به‌دست آمده است. کارایی کاتالیزور ASO/EBVO/2D-MXene در طی چهار چرخه فوتوکاتالیز 71/82 درصد بود. آزمایش‌های مهار نشان دادند که رادیکال‌های هیدروکسیل و سوپراکسید آنیون نقش اساسی در این فرآیند ایفا می‌کنند و بر اساس این یافته‌ها یک مکانیزم محتمل برای تخریب MB پیشنهاد شد.