سنتز و بررسی خواص فوتوکاتالیستی نانو کامپوزیت cnt/tio2

اکسید تیتانیوم به دلیل داشتن کاربرد های متنوع و خواص فوتو کاتالیستی منحصر به فرد در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. روش سل- ژل نیز به دلیل دارا بودن مزایای فراوان از جمله لایه نشانی در ابعاد نسبتا وسیع، دمای پایین فرایند، خلوص و همگنی فیلم ها، همچنین هزینه پایین از روش های مطلوب لایه نشانی محسوب می شود. در این تحقیق فیلم های نازک دی اکسید تیتانیوم به روش سل – ژل و با تکنیک لایه نشانی چرخشی تهیه شد.همچنین نانو کامپوزیت cnt-tio2 به روش سل – ژل تهیه گردید. مشخصه یابی با استفاده از آنالیز پراش پرتو ایکس، پراکندگی رامان و طیف سنجی جذب و عبورuv_visصورت گرفت. با توجه به نتایج بدست آمده از پراش پرتو ایکس در نمونه ها و بازپخت فیلم های نازک و نانو کامپوزیت به ترتیب در دمای 550 و 400 درجه سلسیوس تنها فاز آناتاز اکسید تیتانیوم دیده می شود. طیف پراش اشعه ایکسنانو کامپوزیت cnt/tio2بیانگر همپوشانی صفحات (101) از ذرات اکسید تیتانیوم و (002) از نانو لوله کربنی است. با مقایسه اندازه دانه ها ی فیلم نازک و نانو کامپوزیت شاهد کاهش اندازه ذرات به علت افزودن cnt هستیم. طیف xrd نشان می دهد با افزایش ضخامت فیلم های نازک، اندازه دانه ها نیز افزایش می یابد .این نتیجه توسط طیف سنجی پراکندگی رامان و طیف سنجی uv –visنیز تایید می گردد. پراکندگی رامان نانو کامپوزیت، نیز تنها وجود فاز آناتاز را در نمونه ها تشخیص می دهد. قله 146 cm-1که نشان دهنده مد فعال رامان eg فاز آناتاز اکسید تیتانیوم است در نانو کامپوزیت تیزتر شده و این امر، نشان می دهد که کیفیت کریستالی آناتاز اکسید تیتانیوم در کامپوزیت cnt/tio2 بهتر از فیلم نازک tio2 است. تولید نانو کامپوزیت، ساختار کریستالی tio2 را بهبود بخشیده است. از سوی دیگر سنتز نانوکامپوزیت موجب کاهش قله بی نظمی (d) و افزایش قله گرافیتی (g) می شود.از مقایسه طیف جذب uv- visفیلم نازک tio2 و نانو کامپوزیت cnt/tio2 شاهد یک جابجایی آبی در باند جذب نانو کامپوزیت هستیم. این امر به علت اضافه کردن cnt به اکسید تیتانیوم حادث شده است. همچنین با معرفی cnt شاهد افزایش جذب در ناحیه مرئی و افزایش بار سطحی نمونه و ارتقا خاصیت فوتو کاتالیستی cnt/tio2 هستیم . طیف عبور فیلمهای نازک اکسید تیتانیوم باضخامت های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش ضخامت نمونه ها، قله عبور به سمت طول موج های بالاتر انتقال می یابد. این امر ممکن است ناشی ازتغییر مکان گاف انرژی نوری در لایه های ضخیم تر باشد. عبور نسبتا زیاد از فیلم، نشان دهنده کم بودن زبری و بالا بودن همگنی سطح نمونه است.