آماده‌سازی پوشش‌های نانو TiO2 دوپ شده با هر دو یون نیتروژن و سریم و بررسی خواص فتوکاتالیستی آنها

نانومواد

مقاله 3، دوره 3، شماره 8، تیر 1390، صفحه 82-87   

نویسندگان

نسرین احمدی^{* 1}؛ علی نعمتی²؛ مهران صولتی هشجین³؛ کاوه ارزانی⁴؛ علی جمشیدی⁵

¹دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران، دانشکده مهندسی مواد، تهران، ایران

²دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی مواد

³دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی پزشکی

⁴دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشکده مهندسی مواد

⁵دانشگاه آزاد اسلامی، واحد میبد، دانشکده مهندسی مواد، میبد، ایران

چکیده

پوشش‌های نانو TiO₂خالص و دوپ شده با سریم و نیتروژن به روش سل-ژل و غوطه‌وری بر روی سطح شیشه-‌سرامیک آی پی اس ایمپرس۲ ایجاد شد. نمونه‌ها به مدت ۲ ساعت در دمای °C ۵۵۰ عملیات حرارتی شدند. سپس ساختار بلوری نمونه‌ها با استفاده از تکنیک پراش پرتو ایکس (XRD) و ریزساختار نمونه‌ها با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) مورد مطالعه قرار گرفت و خواص نوری آنها به کمک طیف ‌سنج جذبی انعکاسی  UV-Visو در پایان اثر فتوکاتالیستی از طریق اندازه‌‌گیری میزان تخریب و تجزیه‌ متیل اورانژ بر اثر تابش نور (طول موج nm ۳۶۶=λ) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با دوپ سریم و نیتروژن در ساختار TiO₂، فاز اصلی نمونه‌ها آناتاز است و با افزایش میزان دوپ اندازه بلورک‌ها کاهش می‌یابد. از طرف دیگر جذب نور TiO₂دوپ شده با افزایش دوپ سریم و نیتروژن، افزایش می‌یابد و دوپ سریم باعث می‌شود طیف جذبی به سمت محدوده مرئی حرکت کند و مشخص گردید که پوشش‌های TiO₂دوپ شده فعالیت فتوکاتالیستی قوی‌تری نسبت به TiO₂خالص دارند. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که دوپ سریم (با نسبت درصد سریم به تیتانیوم: 1%) و دوپ نیتروژن (با نسبت مقدار اوره به تترا ان بوتیل تیتانات: ۰/۲۵) در ساختار TiO₂ خواص فتوکاتالیستی فاز آناتاز  TiO₂را بهبود می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

فتوکاتالیست؛ سل-ژل؛ آناتاز؛ شیشه- ‌سرامیک

مراجع