شماره مدرك :
18944
شماره راهنما :
16436
پديد آورنده :
يزدخواستي،ريحانه
عنوان :

خواص فوتوالكتروشيميايي پوشش هاي اكسيدتيتانيوم حاصل از فرآيند الكتروليتي پلاسمائي در حضور سديم تنگستات

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شناسايي و انتخاب مواد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1402
صفحه شمار :
چهارده،106ص
توصيفگر ها :
اكسيداسيون الكتروليتي پلاسمايي , تيتانيوم , تصفيه آب , فوتوكاتاليستي , تنگستن
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/08/06
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
دانشكده :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/08/06
كد ايرانداك :
2972251
چكيده فارسي :
در بين روش¬هاي تصفيه آب و فاضلاب و كاهش آلاينده¬هاي آن، تجزيه فوتوكاتاليستي با نيمه¬رساناها روشي جديد، موثر، سريع و تخريبي براي اين هدف مي¬باشد و دي اكسيد تيتانيوم به عنوان يكي از بهترين فوتوكاتاليست¬ها محسوب مي¬شود. در اين پژوهش، پوشش متخلخل دي اكسيد تيتانيوم با استفاده از روش اكسيداسيون الكتروليتي پلاسمائي روي سطح تيتانيوم خالص در يك حمام پايه فسفاتي ايجاد شد. پوشش¬دهي تحت دو شرايط ولتاژ ثابت و جريان ثابت انجام شد و تاثير حضور سديم تنگستات در حمام بر فازهاي ايجاد شده و در نتيجه بر رفتار فوتوكاتاليستي پوشش¬ها بررسي شد. براي تاييد عملكرد بهينه كاتاليست، تخريب فوتوكاتاليستي رنگ¬دانه متيلن بلو با تابش نور مرئي مورد بررسي قرار گرفت. آناليز فازي، مورفولوژي، ساختار و شكاف باند نمونه¬هاي تهيه شده توسط پراش پرتو ايكس، آزمون ميكروسكوپي الكتروني روبشي، آناليز عنصري و روش طيف¬سنجي فرابنفش-مرئي انعكاسي مورد بررسي قرار گرفت. پوشش حاصل از شرايط جريان ثابت، ساختار فازي آناتاز داپ شده با تنگستن را نشان داد در حاليكه پوشش حاصل از شرايط ولتاژ ثابت، يك كامپوزيت TiO2-WO3 بود. عملكرد فوتوكاتاليستي پوشش¬ها جهت تخريب رنگ¬دانه متيلن بلو با روش طيف-سنجي فرابنفش-مرئي ارزيابي گرديد. طبق الگوي پراش پرتو ايكس، پوشش¬هاي حاصل از حمام فاقد افزودني تنگستات حاصل از جريان ثابت داراي هر دو فاز آناتاز و روتايل بود، در حاليكه پوشش حاصل از حمام حاوي تنگستات فقط فاز آناتاز را نشان داد. پوشش هاي حاصل در ولتاژ ثابت حاوي فاز اكسيد تنگستن بودند كه به نظر مي¬آيد حضور اين فاز در كنار فاز آناتاز منجر به افت شديد خاصيت فوتوكاتاليستي آنها شده باشد. فعاليت بالاي فوتوكاتاليستي تحت آزمون تخريب رنگ¬دانه براي پوشش با فازهاي آناتاز و روتايل فاقد تنگستن اثباتي بر¬اين واقعيت است كه فقط فاز آناتاز باعث فعاليت فوتوكاتاليستي نمي¬شود، لذا در بين فوتوكاتاليست¬هاي پوشش تيتانيوم داپ شده تحت شرايط جريان ثابت، طي 180 دقيقه¬ آزمون تخريب رنگ¬دانه، نمونه فاقد تنگستن تحت زمان پوشش-دهي 5 دقيقه، بالاترين كارايي فوتوكاتاليستي (60% ) را تحت نور زنون 800)˂ (nm)λ˂400) از خود نشان داد. مطابق با آزمون تكرارپذيري تحت نور زنون به تعداد 5 سيكل، پوشش¬هاي داپ شده با تنگستن به دليل پيوسته¬بودن زمان غوطه¬وري، تخلخل و سطح فعال بالاتري را نشان دادند و در نتيجه عملكرد بسيار بهتري نسبت به پوشش¬هاي اكسيدتيتانيوم فاقد تنگستن از خود نشان دادند. در اين حالت پوشش اكسيد تيتانيوم حاوي بيشترين مقدار تنگستن بازده تخريب حدود 70% پس از 5 سيكل سه ساعتي از خود نشان داد. آزمون طيف¬سنجي امپدانس الكتروشيميايي نشان داد كه حضور افزودني تنگستن در حمام پوشش¬دهي در نتيجه داپ شدن آن در پوشش موجب افزايش عملكرد سدي پوشش شده است كه آن را مي¬توان ناشي از ايجاد يك لايه سدي از هيدروكسيد تنگستن بر روي سطح پوشش و پرشدن حفرات سطحي آن بيان كرد.
چكيده انگليسي :
Among water and wastewater treatment methods and reducing pollutants, photocatalytic decomposition with semiconductors is a new, effective, fast, and destructive method for this purpose, and titanium dioxide is considered one of the best photocatalysts. In this research, the porous coating of titanium dioxide was created using the electrolytic plasma oxidation method on the pure titanium surface in a phosphate base bath. The coating was done under two conditions of constant voltage and constant current, and the effect of the presence of tungstate in the bath on the formed phases and as a result on the photocatalytic behavior of the coatings was investigated. To confirm the optimal performance of the catalyst, the photocatalytic degradation of methylene blue pigment with visible light irradiation was investigated. The prepared samples' phase analysis, morphology, structure, and band gap were investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, elemental analysis, and visible-ultraviolet reflection spectroscopy. The coating obtained from constant current conditions showed the phase structure of anatase doped with tungsten, while the coating obtained from constant voltage conditions was a TiO2-WO3 composite. The photocatalytic performance of the coatings for the degradation of methylene blue dye was eva‎luated by ultraviolet-visible spectroscopy. According to the X-ray diffraction pattern, the coatings obtained from the bath without tungstate additive obtained from constant current had both anatase and rutile phases, while the coating obtained from the bath containing tungstate showed only the anatase phase. The resulting coatings at constant voltage contained tungsten oxide phase, which seems that the presence of this phase along with the anatase phase has led to a sharp drop in their photocatalytic properties. The high photocatalytic activity under the color degradation test for the coating with anatase and rutile phases without tungsten is confirm the fact that only the anatase phase does not cause photocatalytic activity, therefore, among the photocatalysts coated with doped titanium under constant current conditions, during 180 minutes of the color degradation test , the tungsten-free sample showed the highest photocatalytic efficiency (60%) under xenon light (400˂ (nm)λ˂800) under the coating time of 5 minutes. According to the reusability test under xenon light for 5 cycles, tungsten-doped coatings showed higher porosity and active surface due to continuous immersion time, and as a result, showed much better performance than titanium oxide coatings without tungsten. In this case, the titanium oxide coating containing the highest amount of tungsten showed a destruction efficiency of about 70% after 5 cycles of three hours. The electrochemical impedance spectroscopy test showed that the presence of tungsten additive in the coating bath as a result of its doping in the coating has increased the barrier performance of the coating, which can be attributed to the creation of a barrier layer of tungsten hydroxide on the surface of the coating.
استاد راهنما :
كيوان رئيسي
استاد مشاور :
فتح اله كريم زاده
استاد داور :
محمدحسين عنايتي , مسعود عطاپور
لينک به اين مدرک :

بازگشت