Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Atapoor
مسعود عطاپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mona Khallaghi
منا خلاقی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

fabrication and photoelectrochemical performance of Titanium dioxide photo anode
Due to biodiversity and reduced rainfall, water pollution is a major concern of the world’s population and so access to reliable water resources is a central issue in most countries. Thus there are many challenges today in the treatment of drinking water and industrial wastewater. Using sun power and photocatalytic methods are environmentally way to water treatment. Titanium oxide is the most important photocatalyst due to its properties and excellent stability in different environments. But because its band gap is relatively high, this material is only active in the UV region. Therefore doping of some compounds can be used to make it more active. In this study single phase, two phase and three phase doped TiO 2 by Copper, Nickel and Zinc were prepared by sol gel method. Phase, morphology, structure and band gap evaluation of prepared samples were studied by GIXRD, SEM, EDX and UV-Visible DRS analysis. Presence of TiO 2 with Anatase phase as well as presence of Cu, Ni and Zn elements in the coatings and reduction of band gap were confirmed by these analysis. Also the optical properties of the photocatalytic activity of coatings were evaluated by LSV, CA, OCP and MB degradation analysis. The results showed that the modified coatings with Cu, Ni and Zn showed better photocatalytic activity than pure TiO 2 coating. Water treatment tests were carried out to investigate the effect of photocatalytic coatings on industrial wastewater which results indicated that doped coatings with high production of radical hydroxyls as a strong oxidant to reduce organic containments and microorganisms performed much better than un doped TiO 2 coating. Tafel polarization and impedance tests were performed in dark and UV light conditions to evaluate the corrosion resistance of coatings. In dark condition the coatings showed better behavior due to the formation of oxide layers. So that the three phase doped TiO 2 film showed the best corrosion resistance. In addition under UV illumination due to the light absorption and more crossing current, corrosion resistance has decreased.
به دلایل زیستی و با توجه به کاهش بارش­ها، آلودگی آب دغدغه بخشی از جمعیت جهان است و برخورداری از منابع آبی مطمین در جهان امروز از موضوعات محوری اکثر کشورها است. امروزه چالش­های بسیار زیادی مربوط به تصفیه آب­های آشامیدنی و پساب­های صنعتی وجود دارد. استفاده از کاتالیزورهای نوری و نور خورشید، روشی سازگار با محیط زیست و ارزان برای تصفیه آب است. اکسید تیتانیوم به دلیل خواص فوتوکاتالیستی منحصر به فردش و به دلیل پایداری مناسب آن در محیط­های متفاوت، مهم ترین کاتالیزور نوری می­باشد. اما با توجه به این که شکاف باند آن نسبتا زیاد است، این ماده فقط در ناحیه امواج UV فعال می­باشد. بنابرین جهت فعال کردن بیشتر آن میتوان از دوپ کردن برخی ترکیبات استفاده کرد. در این پژوهش، با روش سل ژل، پوشش­های اکسید تیتانیوم دوپ شده با مس، نیکل و روی به صورت تک فازی، دوفازی و سه فازی تهیه شدند. آنالیز فازی، مورفولوژی، ساختار و شکاف باند نمونه­های تهیه شده توسط روش­های GIXRD، SEM، EDX، UV-Visible مورد بررسی قرار گرفت. حضور اکسید تیتانیوم با فاز آناتاز و همچنین حضور عناصر مس، نیکل و روی در پوشش­ها و کاهش شکاف باند با این روش­ها تایید شد. همچنین خواص نوری و فعالیت فوتوکاتالیستی پوشش­های تهیه شده توسط روش­های LSV، CA، OCP و تخریب رنگ متیلن بلو ارزیابی شد. نتایج نشان داد که پوشش­های اصلاح شده با مس، نیکل و روی نسبت به پوشش اکسید تیتانیوم خالص حساسیت نوری بالاتر و فعالیت فوتوکاتالیستی بهتری نشان می­دهند. آزمون­های تصفیه آب COD و BOD به منظور بررسی تاثیر پوشش­های فوتوکاتالیستی بر روی آب­های آلوده انجام شد که نتایج حاکی از آن بود که پوشش­های دوپ شده با تولید بیشتر رادیکال هیدروکسیل به عنوان اکسنده بسیار قوی جهت کاهش مواد آلی و میکروارگانیسم­ها عملکرد بسیار بهتری نسبت به پوشش اکسید تیتانیوم بدون دوپ داشته­اند. آزمون­های پلاریزاسیون تافل و امپدانس در دو حالت تاریک و تابش نور UV به منظور ارزیابی مقاومت به خوردگی پوشش­ها انجام شد. در شرایط بدون تابش نور، پوشش­های دوپ شده به علت داشتن لایه­های اکسیدی رفتار بهتری نشان دادند به گونه ای که پوشش اکسید تیتانیوم دوپ سه فازی با داشتن سه لایه اکسیدی، بهترین مقاومت به خوردگی را نشان داده است. در شرایط تابش نور UV به علت جذب نور و عبور جریان بیشتر، مقاومت به خوردگی به شدت کاهش پیدا کرده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی