1. Introducere 3 2. Activitate fotocatalitica 4 3. Pregatirea stratului de TiO2 6 4. Dopajul metallic al TiO2 7 4.1 Azot (N) dopat in TiO2 7 4.2 TiO2 dopat cu Fe(III) preparat prin metoda sol-gel 7 4.2.1 Experiment 8 4.2.2 Rezultate 10 4.2.3 Concluzii 11 5. Bibliografie 11
1. Introducere TiO2 se prezinta in trei stari polimorfe stabile: rutil (tetragonal), anatas (tetragonal) si brookit (ortorombic).Dioxidul de titan (TiO2) este utilizat in: pigmenti, filter optice, straturi antireflectie, senzori si catalizatori. Aceasta gama larga de utilizari ale TiO2 se datoreaza proprietatilor structurale. [1] TiO2 este considerat ca fiind unul dintre cei mai buni oxizi, deoarece este ieftin, are banda larga (3.2 eV) si este un material semiconductor nontoxic. Acest oxid a fost larg raspandit in: fotocataliza, senzori, cosmetice, materiale de decorare ale suprafetelor etc. Morfologia si dimensiunea particulelor in faza cristalina nanometrica a TiO2 joaca un rol important in diverse cercetari cu respectarea relatiei lor cu prorietatile chimice, fizice, fotosenzitive, catalitice si electrice a acestui oxid. Lichidele ionice au gasit o mare atentie asupra prepararii nanoparticulelor de TiO2 la temperature camerei in ultimele doua decenii. Nanoparticulele de TiO2 au diverse proprietati: stabilitate termica ridicata, conductivitate ionica buna, presiune de vapori neglijabila, putere excelenta a solventului pentru component organice si anorganice care sustine evolutia nanoparticulelor. Au fost utilizate diferite tehnici de preparare ale nanoparticulelor de TiO2 precum: metoda sol-gel, coprecipitarea, metoda hidrotermala, depunere din faza de vapori, sinteza electrochimica etc.[2] Dioxidul de titan este unul dintre oxizii semiconductori cu proprietati biologice si diferite aplicatii: senzori de gaz, cellule solare lichide, sticle cu autocuratare. Straturile fotocatalitice antimicrobiene, incluzand nanoparticule de TiO2, pot fi o metoda de prevenire a microorganismelor ce se dezvolta pe suprafata cladirilor. Eficienta cu care TiO2 degradeaza contaminantii organic din aer si apa a fost studiata de mai bine de 30 de ani. Acest oxid a fost utilizat pe scara larga in producerea de sticla cu proprietati care includ: stabilitate chimica, transparent optica buna, indice de refractive ridicat, cost scazut si non-toxicitate.[3] Unul dintre principalele dezavantaje ale utilizarii TiO2 ca fotocatalizator este faptul ca decalajul de banda se afla in domeniul apropiat de UV al spectrului electromagnetic: 3,2 eV pentru faza de anataza . Ca urmare, numai lumina UV poate creea perechi de electroni-gauri si initiaza procesul fotocatalitic. Cu toate acestea, lumina UV constituie doar o mica parte (aproximativ 3-5%) a spectrului solar. Deci, cercetarea excesiva a cercetatorilor este in curs de desfasurare pentru a transfera raspunsul optic TiO2 la gama de lumina vizibila. Pentru a depasi aceasta problema, s-au efectuat numeroase studii pentru a imbunatati activitatea fotocatalitica a TiO2 prin incorporarea unei cantitati adecvate de oxid de metal de tranzitie, cum ar fi Fe, Zn, Cu, Ni si V . Dopajul acestor metale reduce in mod esential decalajul benzii de TiO2 pentru foto-excitatie si in acelasi timp reduce viteza de recombinare a perechilor de electroni cu gaura fotogenerata [4] 2. Activitate fotocatalitica Metil orange (MO), azo colorant stabil, este un compus care contine grupe azo (N = N) legate sp2 aromatic de atomi de C hibridizati. MO este utilizat in mod obisnuit ca indicator de titrare si agent de colorare, avand in vedere stabilitatea sa ridicata. In aceasta lucrare am investigat activitatea fotocatalitica a fotocatalizatorului preparat asupra degradarii MO. Figura 5 prezinta modificarile spectrale UV Vis de solutie apoasa MO in prezenta PY / Ti02.
[1] N. Nasralla et al., "Structural and spectroscopic study of Fe-doped TiO2 nanoparticles prepared by sol- gel method," Sci. Iran., vol. 20, no. 3, pp. 1018- 1022, Jun. 2013. [2] L. S. R. Yadav, K. Manjunath, C. Kavitha, and G. Nagaraju, "An investigation of hydrogen generation and antibacterial activity of TiO2 nanoparticles synthesized by the ionic liquid aided ionothermal method," J. Sci. Adv. Mater. Devices, vol. 3, no. 2, pp. 181- 187, Jun. 2018. [3] A. J. Haider, R. H. AL- Anbari, G. R. Kadhim, and C. T. Salame, "Exploring potential Environmental applications of TiO2 Nanoparticles," Energy Procedia, vol. 119, pp. 332- 345, Jul. 2017. [4] M. Khairy and W. Zakaria, "Effect of metal-doping of TiO2 nanoparticles on their photocatalytic activities toward removal of organic dyes," Egypt. J. Pet., vol. 23, no. 4, pp. 419- 426, Dec. 2014. [5] T. Balbi et al., "Photocatalytic Fe-doped n-TiO2: From synthesis to utilization of in vitro cell models for screening human and environmental nanosafety," Resour. Technol., vol. 3, no. 2, pp. 158- 165, Jun. 2017. [6] A. J. Haider, R. H. AL- Anbari, G. R. Kadhim, and C. T. Salame, "Exploring potential Environmental applications of TiO2 Nanoparticles," Energy Procedia, vol. 119, pp. 332- 345, Jul. 2017. [7] S. Suphankij, W. Mekprasart, and W. Pecharapa, "Photocatalytic of N-doped TiO2 Nanofibers Prepared by Electrospinning," Energy Procedia, vol. 34, pp. 751- 756, Jan. 2013.
După plată vei primi prin email un cod de download pentru a descărca gratis oricare alt referat de pe site (vezi detalii).