Skip to main content
SUPERVISOR
Youseff Ghayeb,Mohamad mohsen Momeni hamaneh
یوسف غایب (استاد مشاور) محمدمحسن مومنی هامانه (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamed Honarfar
حامد هنرفر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Preparation of Co-doped TiO2 nanostructures modified by Tungsten-Sulfur via electrochemical oxidation method and investigation of their morphology, structure, optical and photoelectrochemical properties
In this study, titanium dioxide nanotubes co-doped by tungsten and sulfur were prepared via electrochemical oxidation method. Titanium anodizing process was performed in electrolyte containing certain amounts of tungsten and sulfur salts, 1 mililiter of water, 2 mililiters of hydrofluoric acid and 97 cc of DMSO at room temperature, at a constant voltage of 40 volts for 8 hours. FE-SEM analysis was used to study the morphology of the synthesized nanophotocatalysts and the images clearly showed that the nanotubes had grown in one direction and in a regular manner. EDX-Mapping analyzes indicated that the elements were present on the surface of nanotubes and were evenly distributed on the surface of the nanotubes. X-ray diffraction analysis was used to specify the type of crystal structure and identify the existing phases. As a result, it was determined that the crystalline phase of titanium dioxide anatase as well as the identifier peaks of the compounds including doping elements, are also present in these diagram. UV-Visible spectroscopy analysis was used to evaluate the optical characteristics and changes in the bandgaps of pure TiO 2 and doped TiO 2 samples. It was found that by shifting the absorption wavelengths to higher wavelengths, the energy gap has decreased and is in the range of visible light. Following the project investigated the photocatalytic properties of the samples by analyzing LSV, CA, and OCP of a potentiostat and a three-electrode system, including working, auxiliary, and reference electrodes. The prepared photoelectrodes placed in the photoelectrochemical cell as the working electrode, the platinum electrode as the auxiliary electrode, and the silver/silver chloride electrode as the reference electrode in a quartz cell that fulled via 100ml of 0.1 mM Sodium Sulfide + 0.2 mM Sodium Hydroxide was attached to a 100ml solution of a 3.5 weight percent solution of Sodium Chloride salt. The 35-watt xenon lamp was used as a light source to simulate sunlight. The optimum samples were determined via the cathodic protection method using the Tafel test and Fluorescence analyse to prevent corrosion of stainless steel 304.
در این پژوهش، نانولوله های دی اکسید تیتانیوم دوپ شده با تنگستن و گوگرد به روش آندایزینگ همزمان تهیه شد. عمل آندایزینگ تیتانیوم در محلول حاوی مقدارهای مشخصی از نمک های تنگستن و گوگرد، یک میلی لیتر آب، دو میلی لیتر هیدروفلوئوریک اسید و 97 سی سی از DMSO در دمای اطاق، در ولتاژ ثابت 40 ولت به مدت 8 ساعت انجام گرفت. به منظور بررسی مورفولوژی نانوفوتوکاتالیست های سنتز شده از آنالیز FE-SEM استفاده شد و تصاویر به خوبی نشان می دادند که نانولوله ها در یک جهت و به شکل منظمی رشد کرده اند. تصویرهای آنالیزهای EDX و Elemental Mapping بر این نتیجه دلالت داشتند که عنصرهای موردنظر در نانولوله ها وجود دارند و به طور یکنواخت در سطح نانولوله ها پخش شده اند. برای تعیین نوع ساختار بلوری و شناسایی فازهای موجود از آنالیز پراش پرتو ایکس استفاده شد که در نتیجه مشخص گردید که فاز بلوری آناتاز دی اکسید تیتانیوم و همچنین پیک های معرف ترکیبات شامل عناصر دوپ شونده در دیاگرام حضور دارند. برای ارزیابی ویژگی های نوری و میزان تغییرات شکاف باند TiO 2 خالص و TiO 2 دوپ شده در اثر آندایزینگ همزمان تنگستن-گوگرد و مشخص نمودن محدوده‌ی جذب نور نمونه‌های اصلاح‌شده، آنالیز طیف‌سنجی UV-Visible مورد استفاده قرار گرفت که مشخص شد با جابجایی طول موج های جذبی به سمت طول موج های بالاتر، شکاف انرژی کاهش پیدا کرده است و در محدوده نور مرئی قرار گرفته است. در ادامه پروژه ویژگی های فوتوکاتالیستی نمونه ها با آنالیزهای ولتامتری روبش خطی، کرونوآمپرومتری و پتانسیل مدار باز یک دستگاه پتانسیواستات و یک سیستم سه الکترودی شامل الکترود کار، کمکی و مرجع مورد بررسی قرار گرفت. فوتوالکترودهای سنتز شده در سلول فوتوالکتروشیمیایی به عنوان الکترود کار، الکترود پلاتین به عنوان الکترود کمکی و الکترود نقره/نقره کلرید/در پتاسیم کلرید اشباع به عنوان الکترود مرجع در یک سلول سه شاخه کوارتزی که با 100 میلی لیتر محلول 1/0 مولار نمک سدیم سولفید + 2/0 مولار سدیم هیدروکسید پر شده و در سلول خوردگی 100 میلی لیتر محلول 5/3 درصد وزنی نمک سدیم کلرید، به یک پتاسیواستات متصل گردید. لامپ زنون 35 وات به عنوان منبع نور به منظور شبیه سازی نور خورشید مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از آزمون تافل و فلورسانس نمونه های بهینه به منظور جلوگیری از خوردگی فولاد ضد زنگ 304 به روش حفاظت کاتدی تعیین شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی