ويژگي‌هاي اپتيكي و ساختاري نانوذرات دي‌اكسيد تيتانيوم تثبيت شده بر روي اكسيد گرافين در اثر عمليات حرارتي

Optical and structural properties of titanium dioxide nanoparticles fixed on graphene oxide due to heat treatment

در اين مقاله اكسيد گرافين نشان‌دار شده با نانو ذرات دي‌اكسيد تيتانيوم مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور توليد اين نانوماده، نانوذرات دي‌اكسيد تيتانيوم هم‌زمان با توليد به‌وسيله قوس الكتريكي، روي ورقه‌هاي اكسيد گرافين تثبيت شدند. ورقه‌هاي اكسيد گرافين به روش شيميايي از طريق اكسيداسيون گرافيت طبيعي و سپس ورقه ورقه كردن آن با شوك مكانيكي تهيه شدند. نانومواد به دست آمده در دماهاي C °450-900 پخت شدند. بررسي مورفولوژي نمونه‌ها با ميكروسكوپ الكتروني روبشي و عبوري نشان داد نانوذرات روي ورقه‌هاي اكسيد گرافين تثبيت شده‌اند. اندازه‌گيري گاف نواري اپتيكي با ترسيم تاك طيف‌هاي مرئي- فرابنفش نشان داد كه گاف نواري اپتيكي نانوماده توليد شده با افزايش دماي پخت ابتدا كاهش و سپس افزايش مي‌يابد و كمترين گاف نواري با مقدار 2/2 الكترون ولت مربوط به دماي پخت C°600 است. همچنين طرح‌هاي پراش پرتو ايكس مشخص كرد ساختار بلوري نانوذرات مخلوط آناتاز و روتايل است كه در دماهاي مختلف نسبت دو فاز تغيير مي‌كند و اندازه بلورك‌هاي مربوط به فاز آناتاز همواره كوچك‌تر از روتايل است.

n this paper, we study the decorated graphene oxide with titanium dioxide nanoparticles. In order to produce this nanomaterial, the titanium dioxide nanoparticles were produced and anchored simultaneously on graphene oxide sheets by arc current. The morphology of the prepared samples was studied by scanning and tunneling electron microscopy, showing that nanoparticles were stabilized on the graphene oxide sheets. Investigating the optical band gap by the Tauc plot of the UV-visible spectrum showed that the band gap energy of the nanomaterials was first reduced and then increased by raising the annealing temperature; the lowest band gap with a value of 2.2 eV was related to the samples annealed at 600 ° C. In addition, the X-ray diffraction patterns showed the crystalline structure of nanoparticles was a mixture of anatase and rutile phase, in which the ratio of two phase changed for different annealing temperatures. In addition, the crystallite size of the anatase phase was always smaller than the rutile one.