Skip to main content
SUPERVISOR
Mohamad mohsen Momeni hamaneh,Hossein Farrokhpour
محمدمحسن مومنی هامانه (استاد راهنما) حسین فرخ پور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fahimeh Eshaghzadeh
فهیمه اسحاق زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Synthesis, Characterization, and Photocatalytic Properties of Fe-CrTiO2 Bimetallic Nanotubes and the Theoretical Investigation of the Effect of Sn and Pb Atoms Doping on the Electronic Structure of TiO2 Nanosheets
The development of clean and renewable energy sources is an extremely important issue for tackling environmental problems. To produce hydrogen, the process of water spiliting under sunlight is one of the most valuable methods for generating clean and renewable energy sources. There are various methods for doping different elements into titanium dioxide, the in-situ anodizing method was used because of singlestep process, the cost-effectiveness of the method and the availability of tools. The morphology and structure of prepared samples were investigated by FE-SEM, XRD and EDX techniques. The presence of iron and chromium elements in nanotubes and the reduction of band gap were confirmed. Then, the effect of doping agent concentration on the photoelectrocatalytic activity of titanium dioxide was evaluated by OCP and CA techniques. The results indicated that nanotubes doped with chromium and iron show better photocatalytic performance than titanium dioxide nanotubes. In sample T4, was selected as the optimal condition due to better response to the mentioned tests. In the following, Effect of doping on (111), (101) and (100) of TiO2 nanosheets have been studied using the density functional theory (DFT). In the Theoretical part, the effect of doping Pb and Sn elements instead of Ti atoms on TiO2 nanosheets was investigated. Energy change of valance (VB) and conduction band (CB) energy edges were examined.
توسعه منابع انرژی پاک و تجدید پذیر یک موضوع بسیار مهم برای مقابله با مشکلات زیست‌محیطی است. جهت تولید هیدروژن فرآیند شکاف فوتوکاتالیستی آب تحت تابش نور خورشید، یکی از ارزشمندترین روش‌ها برای ایجاد منابع انرژی پاک و تجدید پذیرمی‌باشد. روش¬های متنوعی برای دوپ کردن عناصر مختلف به تیتانیم دی¬اکسید وجود دارد، روش آندایزینگ همزمان به دلیل تک مرحله¬ای بودن فرآیند، ارزان بودن روش و همچنین در دسترس بودن ابزار کار، در این پایان نامه مورد استفاده قرار گرفت. عناصر آهن و کروم به عنوان عوامل دوپ شونده در ساختار تیتانیم دی-اکسید با روش آندایزینگ همزمان انتخاب شدند. مورفولوژی سطح با استفاده از روش FE-SEM و با تکنیک¬هایEDX وXRD ساختار نانولوله¬ها مورد بررسی قرار گرفت. وجود عناصرآهن و کروم در نانولوله¬ها و کاهش شکاف باند با این تکنیک¬ها تایید شد. سپس، اثر غلظت عوامل دوپ شونده، روی فعالیت فوتوالکتروکاتالیستی تیتانیم دی¬اکسید توسط تکنیک¬های OCP و CA مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نانولوله¬های دوپ شده با آهن و کروم نسبت به نانولوله¬های تیتانیم دی¬اکسید عملکرد فوتو الکتروکاتالیستی بهتری نشان می¬دهند؛ به¬طوریکه نمونه T4 به علت پاسخ¬دهی بهتر به آزمون¬های ذکر شده به عنوان حالت بهینه انتخاب شد. در ادامه اثر دوپ شدن بر روی نانوصفحه¬های TiO2 با اندیس¬های میلر (111)، (101) و (100) با استفاده از روش محاسباتی نظریه تابعی چگالی (DFT) مورد بررسی قرار داده شده است. در قسمت محاسباتی تاثیر دوپ کردن عناصر Pb و Snبجای اتم Ti در نانوصفحه¬های TiO2 مورد بررسی قرار گرفت.تغییرات انرژی لبه¬ی نوار ظرفیت، لبه¬ی نوار هدایت و شکاف نوار مورد بررسی قرار گرفت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی