توليد نانوفتوكاتاليست TiO_2به روش سُل‌ژل و لايه‌نشاني روي الياف طبيعي

Sol/gelproduction of TiO2nanophotocatalyst and deposition on natural fiber

چكيده در اين تحقيق نانوذرات تيتانيا به روش سُل‌ژل در محيط اسيدي با استفاده از پيش‌ماده‌ي تيتانيوم‌تتراايزوپُروپُكسايد (TTIP) فراوري شده و بر روي الياف طبيعي پنبه و چتايي لايه‌نشاني شد. سپس با حذف سلولز از طريق سوزاندن، نانوساختارهاي فيبري شكل و لايه اي TiO2 بدست آمد. تاثيرpH بر ساختار كريستالي و توزيع اندازه ذرات تعيين و مناسب‌ترين pH براي لايه‌نشاني گزارش شد.پراش اشعه ايكس نشان‌داد كه فاز خالص آناتاز در اسيديته‌ي پايين و فاز روتايل به همراه فاز آناتاز در اسيديته‌ي بالا بوجود مي آيند. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري نشان داد كه ذرات گوشه‌دار با اندازه‌ حدود 10 تا 15 نانومتر در 85/1pH=توليد مي شوند. حلقه‌هاي تشكيل‌شده در طرح پراش، كريستالينيتي مناسب ذرات تيتانيا با وجود فراوري در دماي محيط را نشان داد. اندازه گيري سطح ويژه نانوذرات با روشBET، مساحتm2g-1 214 را بدست داد.تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي از دو نوع پوشش‌ ساخته شده نشان داد كه نانوذرات موجود در محلول از ساختارهاي الياف الگوبرداري كرده و بر روي پستي و بلندي‌هاي سطوح الياف مي نشينند، به طوري كه پس از حذف سلولز از ساختار پنبه، نانوفيبر TiO2برجاي مي ماند و پس از حذف الياف چتايي، نانوساختار ‌لايه‌اي حاوي TiO2 بدست مي آيد.

ABSTRACT In this research, titania nanoparticles were produced from titanium tetraisopropoxide (TTIP) in acidic environment by sol/gel method and deposited on natural cotton and sack fiber. After elimination of cellulose by heating of the sample, fibery and layered nanostructures were obtained. The effect of pH on crystal structure and particle distribution was determined and pH for most suitable deposition process was reported. X-ray diffraction patterns revealed that at low acidity, pure anatase and at high acidity, mixture of rutile and anatase phases were precipitated. Transmission electron microscopy illustrated production of sharp-edge particles of 10 to 15 nm at pH=1.85. Although synthesis was at room temperature, diffraction pattern rings showed considerable degree of crystallinity. Specific area measurement by BET indicated 214 m2g-1. Scanning electron micrographs of the deposited layers revealed replication of the fiber topographies on the final deposition. After elimination of the cellulose from the cotton and the sacks, remaining TiO2 nanoparticles had fibery and layered-like appearance.