بررسي اثر استيك اسيد بر بازده سنتز نانو ذراتTiO2 به روش سل - ژل و بررسي ويژگي فتوكاتاليستي آن در تهيه سطوح خود تميزشونده

Investigating the effect of acetic acid on the synthesis yield of TiO2 nanoparticles by sol-gel method and evaluation of their photocatalytic property in preparing self-cleaning surfaces

در اين پژوهش، به منظور توليد پوشش هاي نانوساختار خودتميزشونده، ابتدا سل پايدار TiO2 با استفاده از استيك اسيد به عنوان بهبود دهنده تهيه شد. پس از سنتز سل ها خصوصيات و ويژگيهاي ساختاري آن تعيين شد. نتايج حاصل از آناليز پراش پرتو X نشان مي دهد كه نمونه هاي سنتز شده فاز آناتاز بوده و ابعاد بلور هاي سازنده آن ها، nm 22-10 است. همچنين، سطح ويژه نمونه سنتز شده با نيتريك اسيد معادل m2/g 93/65 اندازه گيري شد. بنابراين، استفاده از استيك اسيد به منظور افزايش بازده سنتز و ژلي شدن كه از لحاظ بازده صنعتي مقرون به صرفه تر است، نتايج خوبي در پي داشته است. سپس، سل هاي سنتز شده به صورت فيلم هاي نازك TiO2 به روش اسپري سرد و با گاز نيتروژن بر سراميك پوشش داده شد كه كاهش زاويه تماس از حدود 94/4 به 8/4 درجه، نشان دهنده ايجاد سطوح فوق آب دوست است. در نهايت، ويژگي فتوكاتاليستي سطوح پوشش داده شده در تخريب فرميك اسيد تحت نور مريي مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين، كلسينه كردن سطوح پوشش داده شده در دماي450 و C°650 خاصيت فتوكاتاليستي را به طور چشمگيري افزايش داده است.

In this research, a preliminarily stable sol of titanium dioxide was synthesized by the addition of acetic acid as a promoter in order to increase the yield of TiO2 synthesis. The formation of active anatase phase was confirmed by X-ray powder diffraction analysis and the crystal size of 10–22 nm was obtained. The specific surface area found to be 93.65 m2/g for the synthesized samples. Hereafter, the synthesized TiO2 sols were coated, as a thin layer of nanostructured TiO2, on the surface of ceramic via the cold spray method. The contact angle measurement of the coated surfaces exhibited that the use of these coatings has led to the formation of super-hydrophilic surfaces. Eventually, the photocatalytic activity of the coated samples was examined by the degradation of formic acid under the visible light. It was shown that the calcination of coated surfaces can improve the photocatalytic activity of the coated samples. Consequently, the use of acid acetic as a promoter in the synthesis of TiO2 nanoparticles can significantly improve the photocatalytic properties.