اعمال پوشش های نانو ساختار برای کاربرد های خود تمیز کنندگی

دی اکسید تیتانیم (تیتانیا) جزء معدود ترکیباتی است که مراحل مطالعات آزمایشگاهی را تا کاربرد های صنعتی پیموده است. پایداری شیمیایی و فیزیکی بالا، ضریب شکست و ثابت دی الکتریک بالا، قیمت پایین و غیر سمی بودن آن، این فتوکاتالیست نیمه هادی را به مناسب ترین انتخاب برای بسیاری از کاربرد ها تبدیل کرده است. هدف این تحقیق ساخت پوشش های نانومتری بر پایه اکسید تیتانیم است که خواص خودتمیزگنندگی داشته باشند. جهت تحقق این مهم، روش سل-ژل به کار گرفته شد. از مواد اولیه زیر برای ساخت سل استفاده گردید: تترا n-بوتیل اورتوتیتانات تیتانیم (tbot) با خلوص %98 ، اتانول مطلق با خلوص %9/99 ، اسید هیدروکلریدریک با غلظت %37 و آب دو بار تقطیر. از آن جا که تحقیقات پیشین افزودن عناصر واسطه را موجب بهبود فعالیت فتوکاتالیستی تیتانیا می دانند، عناصر انتقالی آهن و کروم به دلیل نزدیکی شعاع یونی شان به تیتانیم ( ?0.79 برای آهن، ? 0.76 برای کروم و ? 0.75 برای تیتانیم ) به عنوان افزودنی انتخاب شدند. کلرید آهن 6 آبه با خلوص %98 و کلرید کروم 6 آبه با خلوص %96 به نحوی به سل اضافه شدند که نسبت مولی آهن و کروم به تیتانیم برابر 002/0 ، 005/0 و 01/0 گردد. پس از زمان مناسب پیرسازی ( حداقل h 48 ) محلول بر روی زیرلایه شیشه سودالایم با روش لایه نشانی چرخشی اعمال شد. سرعت چرخش دستگاه rpm 2000 و زمان s 30 انتخاب گردید. پس از لایه نشانی زیرلایه به مدت min 5 در خشک کن با دمای °c 100 قرار داده شد و سپس در کوره تا دمای °c 550 با سرعت min/°c 10 حرارت داده شد و h 1 در این دما نگه داشته شد. پس از آن به آرامی تا دمای محیط سرد گردید. آنالیز های xrd ، dsc، sem، ftir، uv-vis، اندازه گیری زاویه تماس و تست فتوکاتالیستی روی نمونه ها صورت پذیرفت. تمام فازها آناتاز بوده و کمترین اندازه بلورک (nm 4/15) مربوط به نمونه tf10 بود. کمترین مقدار زاویه تماس (° 5/38) متعلق به نمونه tf5 بود که پس از تابش min 60 نور uv حاصل گردید. به دلیل مناسب نبودن پوشش دهی نتیجه مطلوبی از تست فتوکاتالیستی به دست نیامد.