Skip to main content
SUPERVISOR
Youseff Ghayeb,Mohamad mohsen Momeni hamaneh
یوسف غایب (استاد مشاور) محمدمحسن مومنی هامانه (استاد راهنما)
 
STUDENT
Aliakbar Mozafari Khalfebadam
علی اکبر مظفری خلف بادام

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Fabrication and characterization of TiO2 composite nanophotocatalyst by electrochemical anodizing method and study of their optical performance
Because of its unique properties, Titanium dioxide is one of the best candidates for use as photocatalys, but due to inherent properties of the titanium dioxide, light absorbsion is only take place in the UV range. While the sun as a huge source of energy without the cost and biocompatibility, only about 3-5 percent of its light is in the range of UV light and the rest is in the range of visible light and IR radiation. So, it must be activated by visible light, The main purpose of this thesis is to solve thses problems. In this thesis, Two general approaches have been used for this purpose, in the first step titanium dioxide nanotubes were prepared by anodizing , and then to improve their photocatalytic performance in the visible region, sulfide semiconductors of CuS, CdS and Ag2S were doped by SILAR method. The dyes degradation results showed that nano-photocatalytic CuS/TiO2-3 has the destructive power of about 96 percent which is the best performance in degradation process. As well as dye degradation test after repeated 5 times in about 90% of its initial performance is maintained and the overall performance of photocatalytic titanium dioxide nanotubes showed 58 times. In the second approach nanotubes composite FeTiO2 were prepared by in situ anodizing and then sulfide semiconductors CuS, CdS and Ag2S were doped by SILAR method. The results showed that nano-photocatalytic composite CdS/FeTiO2-2 with dye degradation is about 95 percent, the best performance, and by repeating six times dye degradation tests, the initial performance 92% destruction was able to maintain its dye. The morphology, structure and optical properties of nano-photocatalytic produced in this thesis were examined by FE-SEM, XRD, EDX and UV-Visible techniques. The results showed that nanotubes composite FeTiO2 without any doped, have better photocatalytic performance than doped titanium dioxide nanotubes and by doping the nanotube composites, photocatalytic performance of nanotubes in the best sample reach 99.8% against nanotube composite-titanium dioxide. Generally, the results also showed that the range of performance of nano-photocatalyst composites prepared well from the ultraviolet to visible light has changed and on the other hand anodizing and in situ anodizing methods for the production of these nanotubes can be an easy and low-cost method and this method now used in the industry. The method which were used for doping these nanotubes is a very simple technique and without the need for complicated equipments, producing of these materials in large quantities and in industrial scale is capable. So the nano-photocatalysts prepared in this thesis are readily produced on a large and industrial scale.
تیتانیوم دی اکسید بخاطر خواص منحصربفردش یکی از بهترین کاندیدها برای استفاده به عنوان فوتوکاتالیست است ولی از طرفی بواسطه ی خواص ذاتی اش فقط نور در محدوده UV را جذب می کند و این در حالی است که خورشید بعنوان یک منبع عظیم انرژی بدون هزینه و زیست سازگار، فقط در حدود 5-3 درصد نور آن در محدوده ی نور UV است و بقیه محدوده ی تابشی نور آن در محدوده ی نور مرئی و IR قرار دارد، بنابراین باید تلاش کرد که محدوده ی جذب نور این نیمه هادی را به سمت ناحیه مرئی جابه جا کرد که هدف اصلی در این پایان نامه حل این مشکل است. برای این منظور در این پایان نامه از دو راهکار کلی استفاده شد. ابتدا نانوله های تیتانیوم دی اکسید به روش آندایزینگ تهیه شد و سپس به منظور بهبود عملکرد فوتوکاتالیستی آنها در ناحیه مرئی با نیمه هادی های سولفیدی CuS، CdSوAg 2 S به روش سیلار دوپ شد و نتایج تخریب رنگ این نانوفوتوکاتالیست ها نشان داد که نانوفوتوکاتالیست CuS/TiO 2 -3 با قدرت تخریب رنگ در حدود 96 درصد بهترین عملکرد را داشته و همچنین بعد از تکرار 5 بار آزمون تخریب رنگ در حدود 90 درصد کارایی اولیه ی خود را حفظ کرده است و در کل نسبت به نانولوله های تیتانیوم دی اکسید عملکرد فوتوکاتالیستی 58 برابری از خود نشان داد. در راهکار دوم نانولولوله های کامپوزیتی FeTiO 2 به روش آندایزینگ همزمان تهیه شد و سپس با نیمه هادی های سولفیدی CuS، CdSوAg 2 S به روش سیلار دوپ شد. نتایج نشان داد نانوفوتوکاتالیست کامپوزیتی 2-CdS/ FeTiO 2 با قدرت تخریب رنگ در حدود 95 درصد بهترین عملکرد را دارد و با تکرار 6 بار آزمون تخریب رنگ توانست 92 درصد کارایی اولیه ی خود را حفظ کند. همچنین مورفولوژی، ساختار و خواص نوری نانوفوتوکاتالیست ها با استفاده از تکنیک های FE-SEM، XRD، EDX و UV-Visible مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نانولوله های کامپوزیتی FeTiO 2 به تنهایی و بدون هیچ دوپ کردنی عملکرد فوتوکاتالیستی بهتری نسبت به نانولوله های تیتانیوم دی اکسید دوپ شده دارد و با دوپ کردن این نانولوله های کامپوزیتی، خاصیت فوتوکاتالیستی این نانولوله های کامپوزیتی در بهترین نمونه 8/99 برابر نانولوله های تیتانیوم دی اکسید می شود. همچنین در کل نتایج نشان داد که محدوده ی عملکرد این نانوفوتوکاتالیست های کامپوزیتی تهیه شده بخوبی از ناحیه ی فرابنفش به مرئی تغییر پیدا کرده است و از طرفی دیگر روش های آندایزینگ و آندایزینگ همزمان که برای تولید این نانولوله ها استفاده شد یک روش آسان و کم هزینه است و در حال حاضر در صنعت هم از این روش استفاده می شود و روشی که برای دوپ کردن این نانولوله ها استفاده شد یک روش بسیار ساده و بدون نیاز به تجهیزات پیچیده است که به راحتی قابلیت صنعتی شدن و تولید این مواد را در مقیاس انبوه دارد، بنابراین این نانوفوتوکاتالیست های تهیه شده در این پایان نامه به آسانی قابلیت تهیه در مقیاس وسیع و صنعتی را دارند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی