سنتز و شناسايي نانو ذرات TiO2 دوپه شده با +La3- بررسي شكاف انرژي و فعاليت فوتوكاتاليتيكي آن ها

Synthesis and characterization of La3+ doped TiO2 nanoparticles - investigation of their band gap and photocatalytic properties

نانو ذرات TiO2 دوپه شده با La3+ با روش سل- ژل و با استفاده از ماده‌هاي اوليه‌ي TiCl4 و La(NO3)3.6H2O سنتز شدند. شناسايي فراورده با استفاده از روش‌هاي XRD ،XRF ،SEM ،EDX ،Uv-vis ،BET-BJH انجام شد. نتيجه‌ها نشان مي‌دهند كه ماده‌ي سنتزي حاوي 6 درصد يون +La3 بوده و حضور فازهاي آناتاز و روتيل TiO2 در كنار La2O3 تاييد شد. شكاف انرژي اين ماده eV 2/5، مساحت سطح ويژه آن m2/g 59/3 و متوسط قطر حفرات آن nm 4/61 محاسبه شد. فعاليت فوتوكاتاليتيكي نانوكاتاليست سنتز شده و TiO2 تجاري (دگوسا P25) جهت تجزيه رنگ آزوي كنگورد تحت تابش نورهاي فرابنفش و مريي مورد مقايسه قرار گرفت. TiO2 دوپه شده با La3+ در مقايسه با TiO2 تجاري (دگوسا) كارايي فوتوكاتاليتيكي بسيار بالاتري در حذف رنگ تحت نور مريي نشان داد به‌طوري‌كه راندمان رنگ‌زدايي با استفاده از TiO2 دوپه شده با +La3 در مدت زمان 110 دقيقه 88 درصد محاسبه شد

La3+ doped TiO2 was synthesized via sol-gel technique using TiCl4 and La(NO3)3.6H2O as raw materials. Characterization of the product was carried out by means of XRD, XRF, SEM, EDX, UV-Vis, and BET-BJH analyses. The results of analyses showed that synthesized material was composed of 6% La3+ and existence of anatase and rutile phases of TiO2 beside La2O3 was confirmed. The band gap of the matter estimated to be 2.5 eV also its specific surface area and average pore diameter calculated to be and 59.3 m2/g and 4.61 nm, respectively. Photocatalytic properties of the synthesized nanocatalyst and commercial TiO2 (Degussa P25) were compared for degradation of congo red azo dye in UV and Vis lights irradiation. In comparison to Degussa TiO2, La3+ doped TiO2 showed superior photocatalytic efficiency towards the removal dye in visible light so that, decolorization efficiency using La3+ doped TiO2 during 110 minute calculated to be 88%.