Effects of N Doping on Structure and Improvement Photocatalytic Properties of Anatase TiO2 Nanoparticles

براي بهبود كارايي فوتوكاتاليستي نانوذرات تيتانيوم دي اكسسيد تحت نور مريي و فرابنفش با روش سل-ژل، نيتروژن داخل نانوذرات تيتانيوم دي اكسيد دوپ شد. تري اتيلن آمين به عنوان منبع نيتروژن استفاده گرديد. . نانوذرات سنتز شده با پراش اشعه X ، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، اسپكتروسكوپي مادون قرمز و اسپكتروسكوپي DRS و آناليز EDSS شناسايي گرديد. نتايج نشان داد كه دوپ كردن نيتروژن باعث جابجايي لبه جذب به سمت محدوده مريي شده و با جدايي بارها به بهبود تخريب فوتوكاتاليستي آلاينده ها كمك مي كند. نانوذرات تيتانيوم دي اكسيد دوپ شده با نيتروژن براي تخريب متيل اورانژ تحت نور مريي به كار گرفته شد كه كارايي بهتري نسبت به نانوذرات TiO2 خالي نشان مي دهد.

In order to improve UV and visible lights photocatalytic activities of the pure anatase TiO2 , a novel and efficient N-doped TiO2 photocatalyst was prepared by sol-gel method. N-doped titania is prepared using triethylamine (with difference molar ratios) as the nitrogen source. The crystalline structure, morphology, particle size, absorbance and band-gap and chemical structure of N-doped TiO2 was characterized by X-ray diffraction , diffuse reflectance spectra , scanning electron microscopy , energy dispersive spectrometry and Fourier transform infrared techniques, respectively. Results indicate that the doping of N, cause absorption edge shifts to the visible light region compare to the pure TiO2 , reduces average size of the TiO2 crystallites, enhances desired lattice distortion of Ti, promotes separation of photo-induced electron and hole pair, and thus improves pollutant decomposition under UV and visible lights irradiation. The photocatalytic activities of N-doped TiO2 nanoparticles were evaluated using the photodegradation of methyl orange (MO) as probe reaction under the irradiation of UV and visible light and it was observed that the N-TiO2 photocatalyst shows higher visible photocatalytic activity than the pure TiO2 . The optimal N/TiO2 concentration to obtain the highest photocatalytic activity was 2:1 of triethylamine