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

محورهای موضوعی : نانومواد

نسرین احمدی ¹ , علی نعمتی ² , مهران صولتی هشجین ³ , کاوه ارزانی ⁴ , علی جمشیدی ⁵

1 - دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران، دانشکده مهندسی مواد، تهران، ایران
2 - دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی مواد
3 - دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی پزشکی
4 - دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشکده مهندسی مواد
5 - دانشگاه آزاد اسلامی، واحد میبد، دانشکده مهندسی مواد، میبد، ایران

تاریخ دریافت : 1397/04/25 تاریخ پذیرش : 1397/04/25 تاریخ انتشار : 1390/04/01

کلید واژه: سل-ژل, فتوکاتالیست, آناتاز, شیشه- ‌سرامیک,

چکیده مقاله :

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.