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

نویسندگان

• 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

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

20.1001.1.20086156.1390.3.8.3.1

---