تهیه و شناسایی نانولوله های دی اکسیدتیتانیوم دوپ شده (با zn, fe, cu, cr و cd) و بررسی خواص نوری و فوتوکاتالیستی آن ها

از بین نانوساختارهای دی اکسید تیتانیوم، نانولوله های آن بخاطر داشتن خواص منحصر بفردی ازجمله نسبت سطح به حجم بالا و انتقال الکترون در یک بعد، مورد توجه قرار گرفته اند. شکاف باند دی اکسید تیتانیوم حدود 3/2-3/1 الکترون ولت است به همین دلیل این فوتوکاتالیست در ناحیه uv فعال است . برای کاهش شکاف باند دی اکسید تیتانیوم از دوپ کردن آن با سایر ترکیبات استفاده می شود. در این پایان نامه، نانولوله ها دی اکسید تیتانیوم دوپ شده با فلزاتی نظیر مس، آهن، کروم، روی و کادمیم به روش آندایزینگ همزمان و آندایزینگ به همراه غوطه وری، تهیه شده و مورفولوژی، ساختار و خواص نوری وفوتوکاتالیستی آن ها با استفاده از تکنیک های xrd, edx, fe-sem و uv-visible مورد بررسی قرار گرفت. بررسی تصاویر fe-sem نشان داد در اثر آندایزینگ، نانولوله های دی اکسید تیتانیوم تهیه شده اند. با بررسی طیف¬های edx و xrd، حضور فلزات مورد نظر در نانولوله های دی اکسید تیتانیوم اثبات شد. همچنین طیف سنجی uv-visible نشان داد که در اثر دوپ این فلزات، شکاف باند دی اکسید تیتانیوم کاهش پیدا کرده است. میزان شکاف باند نانولوله های دی¬اکسیدتیتانیوم دوپ شده در محلول های 0/04مولار نیترات مس، 0/005 مولار پتاسیم کرومات و 0/009 مولار فری سیانیدپتاسیم که به روش آندایزینگ همزمان تهیه شده بودند به ترتیب 2/65، 2/82 و 2/6 الکترون ولت بدست آمد وهمچنین میزان شکاف باند نانولوله های دی اکسیدتیتانیوم دوپ شده به روش غوطه وری، در 3 ساعت غوطه وری در محلول سولفات روی، 1 ساعت غوطه وری در محلول کلریدکادمیم و 3 ساعت غوطه وری در محلول کلرید کروم به ترتیب 2/98، 2/9 و 2/85 الکترون ولت بدست آمد. در ادامه خاصیت فوتوکاتالیستی این نانولوله ها مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها تحت تابش نور مرئی، در محلول رنگی متیلن بلو قرار گرفت. نتایج نشان داد که نمونه های دوپ شده تحت تابش نور مرئی قادر به تخریب رنگ متیلن بلو هستند. این در حالی است که نانولوله های دی اکسید تیتانیوم فقط در حضور نور uv توانستند باعث تخریب رنگ متیلن بلو شوند. در نتیجه، در اثر دوپ شدن مس، کروم، آهن، روی وکادمیم در نانولوله های دی اکسید تیتانیوم فعالیت فوتوکاتالیستی آن ها در ناحیه مرئی بهبود یافت.