سنتز و شناسایی نانو ذرات TiO2 دوپه شده با +La3 - بررسی شکاف انرژی و فعالیت فوتوکاتالیتیکی آن‌ها

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 6، دوره 5، شماره 3، آذر 1390، صفحه 47-54   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

سیمین جانی تبار درزی^{* 1}؛ علیرضا محجوب²

¹سازمان انرژی اتمی ایران، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، پژوهشکده چرخه سوخت هسته ای، تهران، ایران

²دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده علوم پایه، تهران، ایران

چکیده

نانو ذرات TiO2 دوپه شده با +La3 با روش سل- ژل و با استفاده از ماده‌های اولیه‌ی TiCl4 و La(NO3)3.6H2O سنتز شدند. شناسایی فراورده با استفاده از روش‌های XRD ،XRF ،SEM ،EDX ،Uv-vis ،BET-BJH انجام شد. نتیجه‌ها نشان می‌دهند که ماده‌ی سنتزی حاوی 6 درصد یون +La3 بوده و حضور فازهای آناتاز و روتیل TiO2 در کنار La2O3 تأیید شد. شکاف انرژی این ماده eV 2/5، مساحت سطح ویژه آن2m/g 59/3 و متوسط قطر حفرات آن nm 4/61 محاسبه شد. فعالیت فوتوکاتالیتیکی نانوکاتالیست سنتز شده و TiO2 تجاری (دگوسا P25) جهت تجزیه رنگ آزوی کنگورد تحت تابش نورهای فرابنفش و مرئی مورد مقایسه قرار گرفت. TiO2 دوپه شده با +La3 در مقایسه با TiO2 تجاری (دگوسا) کارایی فوتوکاتالیتیکی بسیار بالاتری در حذف رنگ تحت نور مرئی نشان داد به‌طوری‌که راندمان رنگ‌زدایی با استفاده از TiO2 دوپه شده با +La3 در مدت زمان110 دقیقه 88 درصد محاسبه شد

کلیدواژه‌ها

TiO2؛ سل- ژل؛ شکاف انرژی؛ + La3؛ نانو ذرات

مراجع

[1] Xia, B; Xie, H.Y; Mater. Sci. Eng. B. 57, 150-154; 1999.
[2] Seoa, B.S; Leea, T.K; Kimb, H; J. Crystal Growth 233, 282-302; 2001.
[3] Ito, S; Inoue, S; Kawada, H; Hara, M; Iwasaki, M; Tada, H; J. Coll. Int. Sci. 216, 59-64; 1999.
[4] Sugimoto, T; Zhou, X; Muramatsu, A; J. Coll. Int. Sci. 259, 43-52; 2003.
[5] Shi, L; Li, C; Chenb, A; Zhub, Y; Fang, D; Mater. Chem. Phys. 66, 51-57; 2000.
[6] Kwon, C; Kim, T.H; Jung, I.S; Shin, H; Yoon, K. H; Ceram. Inter. 29, 851-856; 2003.
[7] Chen, Y.C; Smirniotis, P; Ind. Eng. Chem. Res. 41, 5958-5965; 2002.
[8] Ao, C.H; Lee, S.C; Chem. Eng. Sci. 60 103-109; 2005.
[9] Dmitry, G.S; Dmitry, V.S; J. Photoch. Photobiol. C: Photochem. Rev. 7, 23-39; 2006.
[10] Hirakawa, T; Yawata, K; Nosaka, Y; Appl. Catal. A. 325, 105-111; 2007.
[11] Habibi, M.H; Vosooghian, H; J. Photochem. Photobiol. A. 174, 45-52; 2005.
[12] Ilisz, I; Dombi, A; Mogyorósi, K; Farkas, A; Dékány, I; Appl. Catal. B: Environ. 39, 247-256; 2002.
[13] Chun, H; Yizhong, W; Hongxiao, T; Chemosphere 41,1205-1209; 2000.
[14] Kumar, S; Fedorov, A. G; Gole, J.L; Appl. Catal. B: Environ. 57, 93-107; 2005.
[15] Yuan, Z; Zhang, J; Li, B; Li, J; Thin Solid Films 515, 7091-7095; 2007.
[16] Pantelides, S.T; Rev.Mod. Phys. 50, 797-858; 1978.
[17] Lukac, J; Klementova, M; Bezdicka, P; Bakardjieva, S; Subrt, J; Szatmary, L; Bastl, Z; Jirkovsky, J; Appl. Catal. B: Environ. 74, 83-91; 2007.
[18] Twesme, T.M; Tompkins, D.T; Anderson, M.A; Root, T.W; Appl. Catal. B: Environ. 64, 153-160; 2006.
[19] Fox, M.A; Dulay, M.T; Chem. Rev. 93, 341-357; 1993.
[20] Zhang, Y; Zhang, H; Xu, Y;Wang, Y; J. Solid State Chem.177, 3490-3498; 2004.
[21] Liqiang, J; Xiaojun, S; Baifu, X; Baiqi, W; Weimin, C; Honggang, F; J. Solid State Chem.177, 3375-3382; 2004.
[22] Yuan, S; Sheng, Q; Zhang, J; Chen, F; Anpo, M; Zhang, Q; Micro. Meso. Mater.79, 93-99; 2005.
[23] Muruganandham, M; Swaminathan, M; Dyes Pigments 62. 271-277; 2004.
[24] Mahmoodi, N.M; Arami, M, Limaee, N.Y; Tabrizi, N.S; Chem. Eng. J. 112, 191-196; 2005.
[25] Shannon, R.D; Pask, J. A; Am. Mineral. 49, 1707-1717; 1964.
[26] Arrayo, R; Codoba, G; Padilla, J; Lara, V.H; Mater. Lett. 54, 397-402; 2002.
[27] Karvinen, S; Solid State Sci. 5, 811-619; 2003.
[28] Stengl, V; Bakardjieva, S; Murafa, N; Vecernıkova, E; Subrt, J; Balek, V; J Nanopart. Res. 2007; 9, 455.
[29] Yoneyama, H; Haga, S; J. Phys. Chem. 93, 4833-4837; 1981.
[30] Nagaveni, K; Sivalingan, G; Hegde, M.S; Madras, G; Appl. Catal. B. 48, 83-93; 2004.
[31] Zhao, J; Takeuchi, M; Ray, A.K; Anpo, M; Zhao, X.S; J. Colloid. Interf. Sci. 311, 497-501; 2007.
[32] Kruk, M; Jaroniec, M; Chem. Mater. 13, 3169-3183; 2001.
[33] Neppolian, B; Seock, H; Anpo, M; Chem. Lett. 33, 1562-1563; 2004.
[34] Anpo, M; Kishiguchi, S; Ichihashi, Y; Takeuchi, M; Yamashita, H; Ikeue, K; Morin, B; Davidson, A; Che, M; Res. Chem. Intermed. 27, 459-467; 2001.
[35] Anpo, M; Takeuchi, M; Ikeue, K; Dohshi, S; Current Opinion in Solid State and Materials Science 6, 381-388; 2002.