بررسي ويژگي‌هاي نوري و فوتو كاتاليستي نانو لوله‌هاي تيتانيوم‌ دي‌ اكسيد حاوي گوگرد اصلاح شده با پلي‌ دوپامين

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

كارشناسي ارشد

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.

210115

نانو شيمي

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان

غلامحسين محمدنژاد

اسماعيل حيدري، عليرضا نجفي

محمد ديناري، محمد محسن مومني هامانه