11660

11660

بررسي رشد و ريزساختار لايه هاي متخلخلTiO2/NiO به روش هيبريدي PEO/ EPD

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد - سراميك

اسفندماه 1391

اسفندماه 1391

دكتر فرهاد گلستاني فرد - دكتر رحيم نقي زاده

دكتر مهدي رشيدزاده

چكيده در تحقيق پيش رو پوشش¬هاي كامپوزيتي متخلخل اكسيدتيتانيم/ اكسيدنيكل با استفاده از روش اكسيداسيون پلاسماي الكتروليتي/ رسوب الكتروفورتيك (PEO/EPD) تحت جريان مستقيم طي يك مرحله و زماني كوتاه سنتز شد. هدف اصلي اين تحقيق، افزايش فعاليت فوتوكاتاليستي اكسيدتيتانيم با استفاده از سطح ويژه بالا و جفت كردن آن با اكسيدنيكل است كه سبب كاهش سرعت بازتركيب الكترون و حفرات ايجاد شده با نور مي¬شود. تأثير پارامترهاي ولتاژ اعمالي، غلظت ذرات اكسيدنيكل موجود در الكتروليت و زمان فرآيند بر ساختار فازي و مورفولوژي پوشش¬ها و توان فوتوكاتاليستي آن¬ها مطالعه و بررسي¬شد. ساختارفازي، تركيب شيميايي و مقطع و مورفولوژي سطحي لايه¬ها به ترتيب با استفاده از آناليزهاي XRD، XPS، EDS و SEM بررسي شد. قدرت فوتوكاتاليستي نمونه¬ها با اندازه¬گيري ثابت سرعت تجزيه ماده 4- كلروفنل روي سطح نمونه¬ها مطالعه شد. نتايج نشان داد كه لايه¬هاي سنتز شده عمدتاً از فاز آناتاز و همچنين اكسيدنيكل تشكيل شده¬اند كه با افزايش ولتاژ و همچنين غلظت ذرات اكسيدي موجود در الكتروليت، مقدار اين فازها در پوشش افزايش يافت. با افزايش ولتاژ، مقداري فاز روتايل در كنار فاز آناتاز نيز وجود دارد كه به دليل استحاله فاز نيمه¬پايدار آناتاز به روتايل در دماهاي بالا است. اندازه تخلخل¬ها با افزايش ولتاژ و زمان فرآيند افزايش و با افزايش غلظت ذرات اكسيدي موجود در الكتروليت، كاهش يافت. بيشينه ثابت سرعت واكنش فوتوكاتاليستي براي لايه¬هاي TiO2 خالص و لايه¬هاي تركيبي TiO2 / NiO به ترتيب برابر 0072/0 و 0131/0 بود. اين افزايش فعاليت فوتوكاتاليستي احتمالاً به دليل سطح ويژه بالا و كاهش سرعت بازتركيب ناشي از جدايي حاملان بار بين نيمه¬هادي اكسيدتيتانيم و اكسيدنيكل است. بنابراين نيمه¬هادي تركيبي TiO2/NiO كانديدي مناسب براي كاربردهاي فوتوكاتاليستي و روش PEO روشي مناسب براي ايجاد پوشش¬هاي كامپوزيتي متخلخل است. واژه‌هاي كليدي: اكسيداسيون پلاسماي الكتروليتي/رسوب الكتروفورتيك، فوتوكاتاليست‌هاي اكسيدتيتانيم- اكسيدنيكل، پوشش متخلخل.