سنتز و بهبود بازدهي فتوكاتاليست نانوساختار پايه اكسيد تيتانيوم

كارشناسي ارشد

ماتريس نانولوله يكي از مهم‌ترين انواع نانوساختارهاي پايه تيتانيوم دياكسيد است كه به دليل خاصيت فتوكاتاليستي برتر مورد توجه بسيار قرار گرفته است. در اين تحقيق، ابتدا لايهاي نازك از آرايه منظم نانولولههاي تيتانيوم دي‌اكسيد توسط فرآيند آندايزينگ الكتروشيميايي در ولتاژ 60 ولت به مدت 30 دقيقه (مرحله اول) و 15 دقيقه (مرحله دوم) در 100 ميليليتر محلول الكتروليت 1/0 مولار آمونيوم فلورايد حاوي 98 ميلي‌ليتر اتيلن گليكول و 2 ميلي‌ليتر آب بدون يون بر روي ورقه تيتانيوم با خلوص %7/99 با ضخامت 127/0 ميلي‌متر لايه نشاني گرديد. نمونههاي سنتز شده به مدت 2 ساعت تحت عمليات حرارتي در دماي 450 درجه سانتيگراد با آهنگ گرمايي 2 درجه سانتيگراد بر دقيقه قرار گرفتند تا ساختار بلوري مناسبي كسب نمايند. بر اساس تحليل مشاهدات آناليز ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، ارتفاع، قطر و ضخامت نانولولهها به ترتيب 47/7 ميكرومتر، 50 تا 60 نانومتر و 30 تا 40 نانومتر اندازهگيري شد. در مرحله بعد و به منظور تقويت خاصيت فتوكاتاليستي، آرايه نانولوله سنتز شده با استفاده از سه ماده نيترات نقره و پتاسيم فريسيانيد و سولفات مس پنج آبه و به روش حمام شيميايي، مورد آلايش قرار گرفت. خاصيت فتوكاتاليستي آرايه نانولوله و نمونه‌هاي آلايش شده به روش تفكيك فتوالكتروكاتاليستي آب و تخريب فتوكاتاليستي رنگ مالاكيت سبز تحت نورفرابنفش مورد ارزيابي و مقايسه قرار گرفت. نتايج بدست آمده نشان مي‌دهد آرايه نانولوله آلايش شده با سولفات مس پنج آبه مي‌تواند نسبت به شاهد نرخ توليد هيدروژن را تا سه برابر افزايش و پس از 5 ساعت به حد 65/21 ميليمول برساند و همچنين ميزان تخريب مالاكيت سبز را در زمان 50 دقيقه از %64/47 تا %90/75 ارتقا بخشد.

191260

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي

دكتر علي اله وردي - دكتر رضا نوروز بيگي