بررسي فرايند ساخت فوم مسي به روش الكتروشيميايي و تعيين رفتار فوتوكاتاليستي آن در حضور پوشش هاي اكسيدي توليد شده از طريق تلفيق روش هاي آندايزينگ و سل- ژل

دكتري

تحقيق حاضر با هدف مطالعه تأثير اندازه حفره هاي فوم پيش زمينه پلي يورتان در فرايند پوشش دهي الكتروشيميايي به منظور تهيه فوم مسي به عنوان يك سازه متخلخل، سبك و مقاوم در برابر تنش‌هاي مكانيكي به منظور كسب رفتار فوتوكاتاليستي براي تجزيه مواد رنگي و حذف باكتري‌ها از آب انجام شده است. ابتدا، فوم مسي به عنوان يك پيش زمينه فلزي مناسب براي پوشش دهي توسط اكسيد هاي نيمه رسانا انتخاب گرديد. سپس روش پوشش دهي الكتروشيميايي فوم پلي يورتان براي ساخت فوم مسي در نظر گرفته شد و به تأثير نوع جريان اعم از پالسي و مستقيم در سرعت پوشش دهي فوم پرداخته شد و نقش اندازه حفره‌هاي فوم در اين فرايند مورد بررسي قرار گرفت. در ادامه با استفاده از روش آندايزينگ توسط جريان‌هاي پالسي و مستقيم لايه نا‌زكي از اكسيد‌هاي مس (CuxO) روي فوم مسي ايجاد و در ادامه به منظور تهيه كامپوزيت فوتوكاتاليست، با استفاده از روش سل- ژل و عمليات كلسينه كردن در محيط آرگون، لايه‌اي blackTiO2روي نمونه‌ها ايجاد شد. سپس، به كمك روش‌هاي مختلف مشخصه‌يابي از قبيل : تفرق‌سنجي سطحي توسط اشعه ايكس(GI-XRD)، ميكروسكوپ الكترونيSEM)، FE-SEM)، طيف‌سنجي بازتاب نفوذي ماوراء بنفش/مرئي (DRS) براي تجزيه پساب رنگي متيلن بلو و همچنين آزمايشات ضد باكتريايي توسط شمارش كلوني‌هاي باكتري اي_ كولاي، ريزساختار و خواص كامپوزيت‌هاي پوشش داده شده روي فوم مسي مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان دادند كه با كاهش قطر حفره‌هاي فوم پلي يورتان، سرعت پوشش دهي الكتروشيميايي توسط مس كاهش يافته و بتدريج با حركت به سمت مناطق مركزي فوم از ضخامت پوشش كاسته مي‌شود. به طوري كه نرخ پوشش دهي پس از 60 دقيقه براي فوم ppi 30 تقريباً 7/11، براي فوم ppi 35 تقريباً 9/5 برابر و براي فوم ppi 40 حدوداً 1/4 برابر فوم ppi70 است. همچنين شواهد نشان دادند كه فرايند تلفيقي آندايزينگ و سل- ژل كلسينه شده در محيط آرگون تحت جريان پالسي، منجر به تشكيلCu2O با ريزساختار اكتاهدرال به همراه black TiO2 مي¬شود، در حالي كه اعمال جريان مستقيم در اين فرايند باعث تشكيل حفره‌هاي ريز از اكسيد‌هايCu2O و CuOبه همراه blackTiO2 شده است. قابليت تجزيه كنندگي47/89% محلول رنگي متيلن بلو و خاصيت ضدباكتريايي93/99%براي باكتري اي- كولاي و داشتن شكاف انرژي ev 95/1 براي اين نمونه در مقايسه با مقادير 93/79% براي تجزيه كنندگي متيلن بلو و 8/99% براي خاصيت ضد باكتريايي و داشتن شكاف انرژي معادل 2 براي نمونه ساخته شده از اكسيد‌هاي اكتاهدرالCu2O و blackTiO2مبين اين حقيقت است كه وجود يون ها و اختلال هاي سطحي blackTiO2منجر به تشكيل يك لايه مياني در ميان نوار-ظرفيت و نوار هدايت شده و ازاين طريق فعاليت فوتوكاتاليستي را به ميزان زيادي افزايش داده است.

212172

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مواد

دكتر ديواندري- دكتر شبستري