توسعه پوشش های فتوکاتالیستی نانو ساختار tio2 با استفاده از فرایند های پیشرفته aps وhvof

در این پژوهش شاخص های فتوکاتالیستی پوشش های tio2 نانوساختار توسط فرایندهای پاشش حرارتی(پاشش شعله ای، پلاسمایی و hvof) مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این رابطه از نانوپودر tio2 (75% آناتاز و 25% روتیل) جهت تهیه پوشش نانوساختار استفاده گردید. این مواد با استفاده از روش های پاشش شعله ای، پلاسمایی و hvof بر روی زیرلایه فولادی رسوب داده شدند. اثر تغییر پارامترهای پاشش در هر فرایند پاشش حرارتی بر شاخص های فازی، ساختاری، سطحی و فتوکاتالیستی پوشش مورد بررسی قرار گرفت. برای اندازه گیری مساحت سطح ذرات و توزیع اندازه ذره پودر tio2 از روش bet و اندازه گیری لیزری اندازه ذره استفاده شد. همچنین برای ارزیابی ساختار میکروسکوپی، آنالیز فازی، توانایی جذب نور و شیمی سطح به ترتیب از میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem)، پراش پرتو ایکس(xrd)، میکروسکوپ الکترونی عبوری(tem)، اسپکتروفتومتر -nir uv-vis، اسپکترومتر ft-ir و طیف سنج فوتوالکترون پرتو x (xps) استفاده گردید. در نهایت ارزیابی اکتیویته فتوکاتالیستی پوشش های پاشش حرارتی tio2 با توانایی تجزیه گاز اتانول پوشش ها تحت تابش نور uv انجام گرفت. نتایج ارزیابی ها نشان داد که در غالب فرایند های پاشش حرارتی استحاله فاز آناتاز به روتیل در حین پاشش وکاهش درصد فاز آناتاز پوشش نسبت به پودر صورت می گیرد. میزان استحاله در پوشش های پاشش پلاسمایی به مراتب بیشتر از پوشش های پاشش شعله ای وhvof می باشد. در راستای بررسی های پژوهشی که انجام شد سعی گردید که در فرایند های پاشش حرارتی بتوان نه تنها میزان استحاله فاز آناتاز به روتیل را کاهش داد، بلکه بتوان با شناخت عوامل تاثیرگذار بر این تغییرات میزان فازآناتاز در پوشش را نسبت به پودر مصرفی افزایش داد. بر این اساس انتخاب فرایند hvof در این راستا صورت گرفت تا بتوان با تنظیم و کنترل پارامتر های پاشش به پوششی با درصد بالای فاز آناتاز رسید که این امر با حصول پوششی با 80 % فاز آناتاز محقق گردید. همچنین مشخص گردید که پوششهای hvof توانایی ایجاد پوشش های نانوساختار را بیشتر از سایر روشهای پاشش حرارتی دارند و این امر می تواند اکتیویته فتوکاتالیستی را بهبود دهد. به همین ترتیب مشخص گردید که پوشش های hvof اکتیویته فتوکاتالیستی بالاتری از پوشش های پاشش شعله ای و پلاسمایی در تجزیه گاز اتانول تحت تابش نور uv دارند و در90 دقیقه تابش نور uv توانسته اند، 70 % گاز اتانول را تجزیه نمایند. در حالیکه در پوشش های بهینه پاشش شعله ای و پلاسمایی راندمان تجزیه 56 و 40 % بوده است.