سنتز نانوذرات TiO2 از پيش ماده ايلمنيت و بررسي خواص فتوكاتاليستي آن

كارشناسي ارشد

در بين فتوكاتاليست هاي گوناگون، دي اكسيد تيتانيم (TiO2) توجه زيادي را به خود جلب كرده است. اين توجه چشمگير به TiO2 را مي توان به فعاليت فتوكاتاليستي بالا، پايداري شيميايي و بيولوژيكي بالا، مقاومت در برابرخوردگي نوري و... دانست. حال در اين پروژه، نانوذرات دي اكسيد تيتانيم از پيش ماده ايلمنيت كه منابع سرشار آن در ايران در معدن كهنوج وجود دارد سنتز شد و خواص فتوكاتاليستي آن مورد بررسي قرار گرفت. هدف از انجام اين پروژه كه شايد عنواني آشنا و پرتكرار در بين پژوهش¬هاي صورت گرفته است، دستيابي به فرآيندي ساده¬تر و ارزان قيمت¬تر نسبت است. در اين پژوهش نانوذرات دي¬اكسيد تيتانيم از روش هيدروترمال سنتز شدند. همچنين در اين پژوهش نانوذرات دي¬اكسيد تيتانيم از پيش ماده تتراكلريد تيتانيم نيز با هدف مقايسه نتايج و ساختارها با نمونه سنتز شده از ايلمنيت، سنتز شدند. براي اين منظور نيز نانوذرات TiO2 به روش هيدروترمال سنتز شدند. براي سنتز از پيش ماده ايلمنيت، ابتدا ايلمنيت با NaOH تركيب شده و پس از ذوب قليايي شسته و فيلتر شد و در اسيد HCl اسيدشويي شد. سپس محلول TiOCl2 به دست آمده هيدروليز شد و رسوب سفيد رنگ به دست آمده خشك و دوباره شسته و فيلتر شد. در آخر، از نتيجه آناليزها مشخص شد كه پودر به دست آمده روتايل است. براي اين كار زمان هيدروليز و غلظت اسيد بهينه شد. ذرات به دست آمده از اين فرآيند مورفولوژي نانوميله داشته و قطر آن¬ها حدود nm 50 بود. از سوي ديگر به منظور سنتز نانوذرات TiO2 از پيش ماده TiCl4، اين پيش¬ماده به آرامي به آب مقطر صفر درجه سانتي گراد اضافه شد و پس از همگن سازي و فيلتراسيون، در اتوكلاو ريخته شد و در دماي ˚c 200 قرار گرفت. سپس ذرات TiO2 كه در اتوكلاو رسوب كرده بودند فيلتر شده و خشك شدند. ذرات به-دست آمده از اين فرآيند نيز داراي مورفولوژي نانوميله بوده و قطري تقريبا برابر با ذرات نمونه ديگر داشتند، با اين تفاوت كه طول آن ها بيشتر بود. هر دو نمونه سنتز شده با مقادير مشخص با محلول متيلن بلو ppm20 تركيب شده و تحت تابش UV قرار گرفت. مشاهده شد كه نمونه سنتز شده از پيش ماده ايلمنيت عملكرد فتوكاتاليستي بهتري نسبت به نمونه ديگر داشت كه اين عملكرد بهتر را مي¬توان به سطح ويژه بالاتر و ميزان حفرات بيشتر اين نمونه كه توسط تست BET مشخص شد نسبت داد. كلمات كليدي: ايلمنيت، دي اكسيد تيتانيم، تتراكلريد تيتانيم، فتوكاتاليستي، متيلن¬بلو.

195070

دانشگاه علم و صنعت ايران

فناوري نانو - نانو مواد

دكتر ميثم جلالي