آماده‌سازي پوشش‌هاي نانو TiO2 دوپ شده با هر دو يون نيتروژن و سريم و بررسي خواص فتوكاتاليستي آنها

Preparation of N, Ce Co-doped Nano TiO2 Coatings and Investigation of their Photocatalytic Activity

پوشش‌هاي نانو TiO2 خالص و دوپ شده با سريم و نيتروژن به روش سل-ژل و غوطه‌وري بر روي سطح شيشه-‌سراميك آي پي اس ايمپرس? ايجاد شد. نمونه‌ها به مدت ? ساعت در دماي °C ??? عمليات حرارتي شدند. سپس ساختار بلوري نمونه‌ها با استفاده از تكنيك پراش پرتو ايكس (XRD) و ريزساختار نمونه‌ها با استفاده از ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM) مورد مطالعه قرار گرفت و خواص نوري آنها به كمك طيف ‌سنج جذبي انعكاسي UV-Visو در پايان اثر فتوكاتاليستي از طريق اندازه‌‌گيري ميزان تخريب و تجزيه‌ متيل اورانژ بر اثر تابش نور (طول موج nm ???=?) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با دوپ سريم و نيتروژن در ساختار TiO2، فاز اصلي نمونه‌ها آناتاز است و با افزايش ميزان دوپ اندازه بلورك‌ها كاهش مي‌يابد. از طرف ديگر جذب نور TiO2 دوپ شده با افزايش دوپ سريم و نيتروژن، افزايش مي‌يابد و دوپ سريم باعث مي‌شود طيف جذبي به سمت محدوده مريي حركت كند و مشخص گرديد كه پوشش‌هاي TiO2 دوپ شده فعاليت فتوكاتاليستي قوي‌تري نسبت به TiO2 خالص دارند. نتايج آزمايش‌ها نشان داد كه دوپ سريم (با نسبت درصد سريم به تيتانيوم: 1%) و دوپ نيتروژن (با نسبت مقدار اوره به تترا ان بوتيل تيتانات: ?/??) در ساختار TiO2 خواص فتوكاتاليستي فاز آناتاز TiO2 را بهبود مي‌دهد.

Pure and N, Ce co-doped TiO2 thin films were prepared on glass-ceramic substrates by using sol-gel dip-coating technology. After, samples calcined in air at 550 °C for 2 h. Then samples characterized by X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and ultra violet-visible light diffuse reflectance spectra (UV-Vis DRS). Finally, the photocatalytic activity of the films were evaluated by the photocatalytic degradation of aqueous methyl orange. Results indicate that anatase phase is the dominant phase in N, Ce co-doped TiO2 samples, and the doping can decrease the size of TiO2 crystallite. Beside the light absorption of N, Ce co-doped TiO2 increases with increasing cerium content and cerium doping causes absorption spectra of N, Ce co-doped TiO2 to shift the visible region. It was found that N, Ce co-doped TiO2 thin films showed higher photocatalytic activity and then the pure TiO2 thin films. The results of the experiments show that doping with Ce content of Ce/Ti: 1% and N content of urea/tetra n-butyl ortho titanate: 0.25 can improve photocatalytic properties of N-Ce-TiO2.