10131

10131

سنتز و بررسي اثر افزودني و فرايندبر رفتار اپتيكي و خواص مزوتخلخل تيتانيا

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد- سراميك

اسفند ماه 1390

اسفند ماه 1390

بيت اللهي-ميركاظمي

چكيده اندازه تخلخل هاي كوچكي كه در سنتز تيتانياي مزومتخلخل منظم به دست مي آيند، موجب محدود شدن استفاده از افزودني هاي مفيد روي سطح آن براي افزايش راندمان فوتوكاتاليستي شده است. زيرا با نشاندن لايه اي از مواد ديگر بر روي سطح داخلي اين ماده، مزوتخلخل ها بسته شده و سطح ويژه به شدت افت مي كند. در اين تحقيق تلاش شده است تا با استفاده از خود چينشي مايسل هاي كوپليمرهاي بلوكي، به كارگيري هم زمان فرايند سل- ژل و افزودني هگزان امكان پذيري سنتز پودر تيتانياي مزومتخلخل فومي با اندازه تخلخل هاي بزرگ تر نسبت به تيتانياي مزومتخلخل منظم مورد مطالعه قرار گيرد. در اين ارتباط تاثير زمان پيرسازي سل (1 و 14 روز در دماي 50 °C)، نسبت مولي هگزان به كوپليمر بلوكي P123 (60 و 240)، فراوري سل ها در رطوبت %70 و دماي كلسيناسيون (400، 500 و 600 °C) مورد بررسي قرار گرفت. به منظور شناسايي نمونه ها از آناليزهاي تفرق نور پويا (DLS)، پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و عبوري با قدرت تفكيك بالا (HRTEM)، جذب/واجذب گاز نيتروژن و طيف سنجي نور فرابنفش- مرئي استفاده شد. همچنين آزمون فوتوكاتاليستي در نور فرابنفش براي ارزيابي نمونه ها از نظر اين ويژگي انجام شد. نتايج نشان داد كه با افزايش زمان پيرسازي از 1 روز به 14 روز در سل با نسبت مولي هگزان به كوپليمر بلوكي 60، شرايط تشكيل مايسل ها تسهيل شده است. افزودني هگزان در نمونه ها، باقي ماندن اجزاي كربني و ايجاد رنگ سياهرا به دنبال داشت كه در نتيجه آن، جذب نور نمونه ها به محدوده نور مرئي نزديك شد و پهناي نوار ممنوعه نيز تا ~2 eV كاهش يافت؛ اما افزودن هگزان اثري بر افزايش اندازه تخلخل ها و ايجاد ساختار تخلخلي فومي نداشت. بهترين پاسخ فوتوكاتاليستي نيز مربوط به نمونه با زمان پيرسازي سل 14 روز و نسبت مولي هگزان به P123 معادل60، قرار داده شده در رطوبت %70 و كلسينه شده در دماي 500 °C بود. سطح ويژه اين نمونه 90 m2/g و ميزان تجزيه آن معادل %98 محلول متيلن آبي در مدت 90 دقيقه بود. كلمات كليدي: كوپليمر بلوكي، مايسل، مزومتخلخل فومي، كربن باقي مانده، فوتوكاتاليستي