بررسي ريزساختار و خواص نوري اكسيد تيتانيوم سنتز شده به روش احتراق محلولي

كارشناسي ارشد

اكسيد تيتانيوم به علت پايداري حرارتي بالا، غيرقابل اشتعال بودن، داراي قابليت انحلال ضعيف، غير سمي بودن و منشأ طبيعي داشتن ازجمله پركاربردترين فتوكاتاليست ها به شمار مي‌رود. در اين پژوهش اكسيد تيتانيوم به روش سنتز احتراقي محلولي كه روشي ساده وكم‌هزينه است و قابليت توليد مواد با خواص بهتر را داراست، سنتز شده است.اثر سوخت‌هايي همچون: سيتريك اسيد، گلايسين، CTAB و همچنين تركيب اين سوخت‌ها و همچنين نسبت‌هاي سوخت به اكسنده مختلف (1،2،3=φ ) بررسي شدند و سپس در دماي 500 درجه سانتي‌گراد و به مدت يك ساعت كلسينه شدند. از آناليزهاي پراش پرتوايكس (XRD)، طيف‌سنجي رامان (Raman)، عكس‌برداري با ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM ) و محاسبه سطح ويژه (BET ) جهت مشخصه يابي خواص نانو ذرات و از طيف‌سنجي بازتابي نفوذي (DRS )، طيف‌سنجي جذبي فرابنفش-مرئي (UV-Visible) و طيف‌سنجي فتولومينسانس ((PL جهت بررسي خواص نوري و از طيف امپدانس الكتروشيميايي براي بررسي مقلومت پودرها استفاده شد. استفاده از تركيب و مقادير مختلف نسبت سوخت به اكسنده به‌منظور تغيير در شرايط احتراق ازجمله دما، مقدار و تركيب گاز احتراق صورت گرفت.نتايج آنليز پراش پرتو ايكس براي سوخت سيتريك اسيد نشانگر درصد فاز آناتاز به روتايل 70 به 30 بوده است كه اين درصد موجب خاصيت فتوكاتاليستي اين نمونه شده است. طيف سنجي رامان صحت نتايج پراش پرتو ايكس و فازهاي تشكيل شده را تاييد كرده است.با توجه به مورفولوژي مناسب و متخلخل و همچنين سطح ويژه بيشتر در نمونه‌هاي سنتز شده با سوخت سيتريك اسيد، اين نوع سوخت به‌عنوان سوخت مناسب انتخاب شد. نتايج به‌دست‌آمده براي سوخت سيتريك اسيد با نسبت سوخت به اكسنده‌هاي متفاوت، بيانگر برتري عملكرد فتوكاتاليستي، بلورينگي، خلوص بالا، تخلخل بيشتر و اندازه دانه‌ريز تر در تصاوير SEM و شكاف انرژي كمتر نسبت به نمونه‌هاي ديگر، 1=φ مي‌باشد. در اين نمونه حدود 90 درصد تخريب متيلن بلو با غلظت ppm5 در مدت‌زمان تنها 60 دقيقه به‌دست‌آمده است. مطالعه بر روي ديگر رنگدانه ها از جمله رودامين بي و متيل اورانژ نيز صورت گرفت كه درصد تخريب كمتري را در مدت‌زمان مشابه داشتند. مقدار مقاومت محاسبه شده از طيف امپدانس الكتروشيميايي براي نمونه سنتز شده براي سوخت سيتريك اسيد در1= φ برابر 75/54 اهم بدست آمد كه نشانگر هدايت جريان بهتر نسبت به پودر تجاري دگوسا است.

196006

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر سيد مرتضي مسعودپناه

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

دكتر مسعود هاشمي نياسري