پديد آورنده :
اميني، مطهره
عنوان :
بررسي ويژگيهاي نوري و فوتو كاتاليستي نانو لولههاي تيتانيوم دي اكسيد حاوي گوگرد اصلاح شده با پلي دوپامين
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، 56ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد ديناري، محمد محسن مومني هامانه
استاد مشاور :
غلامحسين محمدنژاد
توصيفگر ها :
آندايزينگ همزمان , غوطهوري , دوپامين , ويژگيهاي الكتروفوتو كاتاليستي , تيتانيوم دياكسيد , نانو كاتاليست
استاد داور :
اسماعيل حيدري، عليرضا نجفي
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/12/02
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/12/04
چكيده فارسي :
نانولولههاي تيتانيوم دياكسيد (TiO2) داراي كاربردهاي زيادي بوده و به دليل داشتن ويژگيهاي نظير پايداري مطلوب در محيطهاي متفاوت و همچنين ويژگيهاي فوتوكاتاليستي خاص، از جمله مهمترين كاتاليزورهاي نوري به حساب ميآيد. به علت شكافنوار پهن TiO2 كه در محدوده امواج فرابنفش فعال است، هنوز به عنوان نانوكاتاليست با كارايي بالا مورد استفاده نبوده است، بنابراين يكي از اهداف بهبود عملكرد نانوكاتاليست TiO2، انتقال از محدوده طول موج فرابنفش به مرئي ميباشد و براي رسيدن به چنين هدفي ميتوان از دوپكردن ساختار TiO2با ديگر عناصر و يا اصلاح سطح نانوكاتاليست TiO2با نيمهرسانا استفاده كرد. در اين پژوهش نانولولههاي تيتانيوم دياكسيد حاوي گوگرد (STiO2) به روش آندايزينگ همزمان (در محلولmM K2S2O5 12 وحلال DMSO در دماي اتاق به مدت 8 ساعت تحت ولتاژ 40 ولت) تهيه شد و در ادامه در زمانهاي مختلف (1تا 4 ساعت) با روش غوطهوري (در محلول تريس بافر01/0 مولار و محلول دوپامين 26/0 مولار در 6/8 pH=) دوپامين برروي نانولولههايSTiO2 پليمر شد. با استفاده از روشهاي FE-SEM، XRD، EDX وUV-Vis مورفولوژي سطح، ساختار، ميزان پراكندگي عناصر در سطح نانولولهها و ويژگيهاي نوري مورد بررسي قرار گرفت. اين بررسيها تشكيل نانولولهها، وجود گوگرد و پليدوپامين بر روي نانولولهها و همچنين كاهش شكافنوار TiO2 از 25/3 به 59/2 الكترونولت را اثبات نمود. با استفاده از روشهايLSV، CAو OCP فعاليت فوتوكاتاليستي مورد ارزيابي قرار گرفت. بررسي ويژگي فوتوكاتاليستي اين نانولولههاي STiO2 نشان داد كه در اثر پوششدهي با پليدوپامين ويژگي فوتوكاتاليستي بهبود يافتهاست و نمونههايS1 وS3 (در زمان 1 و 3 ساعت پليمرشدن غوطهوري پليدوپامين) به دليل پاسخگويي بهتر به اكثرتستهاي ذكر شده به عنوان نمونه و زمان بهينه انتخاب شد. با اصلاح سطح نانولولههاي STiO2 در mV600 چگالي جريان ازµA/cm2 71/28 به µA/cm283/174 افزايش يافت.
چكيده انگليسي :
Titanium dioxide nanotubes (TiO2) have many applications and are considered as the most important optical catalysts due to their properties such as optimal stability in different environments as well as special photocatalytic properties. Due to the wide band gap of TiO2, which is active in the ultraviolet range, it has not yet been used as a high-performance nanocatalyst, so one of the goals of improving the performance of TiO2 nanocatalyst is transmit it from the ultraviolet to visible wavelength range. To achieve such a goal, it is possible to dope the structure of TiO2 with other elements or modify the surface of TiO2 nanocatalyst with semiconductors. In this study, titanium dioxide nanotubes containing sulfur (STiO2) were prepared by single step anodizing method (in 12 mM K2S2O5 solution and DMSO solvent at room temperature for 8 hours at 40 volts) and then at different times (1 to 4 hours) by immersion method. (In 0.01 M tris buffer solution and 0.26 M dopamine solution at pH = 8.6) Dopamine was polymerized on STiO2 nanotubes. Using FE-SEM, XRD, EDX and UV-Vis methods, surface morphology, structure, dispersion of elements on the surface of nanotubes and optical properties were investigated. These studies confirmed the formation of nanotubes, the presence of sulfur and polydopamine on the nanotubes, as well as the reduction of the TiO2 band gap from 3.25 to 2.59 electron volts. Photocatalytic activity was evaluated using LSV, CA and OCP methods. Examination of the photocatalytic properties of these STiO2 nanotubes showed that the photocatalytic properties were improved by coating with polydopamine and samples S1 and S3 (during 1 and 3 hours of polydopamine immersion polymerization) was selected as the sample and optimal time due to better response to most of the mentioned tests. By modifying the surface of STiO2 nanotubes at 600 mV, the current density increased from 28.71 µA/cm2 to 174.83 µA/cm2.
استاد راهنما :
محمد ديناري، محمد محسن مومني هامانه
استاد مشاور :
غلامحسين محمدنژاد
استاد داور :
اسماعيل حيدري، عليرضا نجفي