اميرحسين حسيني

Investigation of Factors Affecting the Synthesis an‎d Characterization of Zinc Oxide - Titanium Dioxide Composite via the Sol-Gel Method

فناوري فوتوكاتاليستي به عنوان يكي از روش‌هاي كارآمد براي تصفيه محيط زيست و توليد انرژي پاك، توجه بسياري را به خود جلب كرده است. در اين ميان، كامپوزيت‌هاي اكسيد روي و دي‌اكسيد تيتانيم به دليل خواص نوري و الكتروني عالي، پايداري شيميايي و حرارتي بالا و همچنين بهبود فعاليت‌هاي ضدباكتريايي، پتانسيل بالايي از خود نشان داده‌اند. هدف از اين پژوهش، سنتز و مشخصه‌يابي كامپوزيت‌هاي اكسيد روي-دياكسيد تيتانيم به روش سل-ژل و بررسي تأثير نسبت‌هاي مختلف مواد اوليه و شرايط سنتز بر تشكيل فازهاي نهايي و خواص فوتوكاتاليستي آن‌ها است. در اين تحقيق، چهار نمونه كامپوزيت با درصدهاي مولي مختلف اكسيد روي و دي‌اكسيد تيتانيم سنتز شدند. سه نمونه اول كه منجر به تشكيل فاز مياني اورتوتيتانات روي در كنار فاز اكسيد روي شد5. نمونه چهارم با درصد بهينه (90% اكسيد روي و 10% دي‌اكسيد تيتانيم) اما با يك روش اصلاح‌شده مبتني بر هيدروليز اوليه پيش‌ماده تيتانيم، سنتز شد تا از تشكيل فاز مياني جلوگيري شده و كامپوزيت دوفازي اكسيد روي و دي‌اكسيد تيتانيم (فاز آناتاز) به دست آيد. مشخصه‌يابي ساختاري نمونه‌ها با استفاده از آزمون پراش اشعه ايكس (XRD) انجام شد و خواص نوري و كاف‌انرژي آن‌ها از طريق آزمون طيف‌سنجي مرئي-فرابنفش (UV-Vis) مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج آزمون پراش اشعه ايكس تشكيل موفقيت‌آميز كامپوزيت‌هاي دوفازي اكسيد روي-ارتوتيتانات روي در سه نمونه اول و كامپوزيت اكسيدروي-دي اكسيد تيتانيم (آناتاز) در نمونه چهارم را تأييد كرد. بررسي نتايج آزمون طيف‌سنجي مرئي-فرابنفش نشان داد كه با افزايش درصد اكسيد روي از 65٪ به 90٪ در كامپوزيت‌هاي حاوي اورتوتيتانات روي، كاف‌انرژي كاهش يافته و جذب نور مرئي و فرابنفش بهبود مي‌يابد. با اين حال، نمونه‌اي كه فاقد فاز مياني بود، با داشتن كمترين كاف‌انرژي و بيشترين ميزان جذب نور در هر دو ناحيه فرابنفش و مرئي، برتري خود را نسبت به ساير نمونه‌ها به اثبات رساند.

اكسيد روي , دي اكسيد تيتانيم , ارتوتيتانات روي , كامپوزيت اكسيد روي-دي‌اكسيد تيتانيم , كامپوزيت اكسيد روي-اورتوتيتانات روي , روش سنتز سل-ژل , كاف‌انرژي , فعاليت فوتوكاتاليستي