سنتز نانو ذرات دي اكسيد تيتانبم به روش سل - ژل و بررسي اثر دماي كلسينه بر ساختار كريستالي و مورفولوژي ذرات

Synthesis of TiO2 Nanoparticles via Sol-gel Method: Effect of Calcination Temperature on Crystal Structure and Particles Morphology

دي اكسيد تيتانيم يك نيمه هادي و فتو كاتاليست مطرح است و كاربردهاي بسيار گسترده اي در زمينه هاي مختلف از جمله صنايع رنگ و صنايع بهداشتي دارد كه كاربردهاي آن پس از ظهور نانو تنولوژي ، به زمينه هاي جديدتري مثل سلولهاي خورشيدي گسترش يافته است. در اين مقاله نانو ذرات دي اكسيد تيتانيم از آلكوكسيد تيتانيم به روش سل-ژل سنتز شد و تاثير پارامترهاي مختلف بر نوع ژل حاصل بصورت تجربي آزمايش شد. سپس پودر حاصل از مناسب ترين سيستم با توجه به حصول ژل مطلوب با نسبت حجمي پيش ماده : الكل: آب: اسيد برابر 0/2:2:5:1 انتخاب گرديد و اثر دماي كلسيناسيون بر نوع فازها، مورفولوژي و ادازه ذرات به كمك آژمونهاي پراش اشعه X و ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد بررسي قرار گرفت. پودرهاي سنتز شده د ردماهاي 350 و 450 درجه سانتيگراد 550 به مدت 1h مورد عمليات حرارتيت قرار گرفتند. نتايج XRD نمونه هاي مذكور ،مؤيد حضور فاز اناتاز بود و فاز ديگري رديابي نشد. همچنين در اين نمونه ها مشاهده شد كه با افزايش دماي كلسيناسيون اندازه نانو ذرات از حدود 15 به 29 نانو متر افزايش يافته است اما تغيير چشمگيري در مورفولوژي ذرات حاصل نشده است.

Titanium Dioxide (TiO2) is a semiconductor material that has a wide application in various fields including paint and health care industries. After the emergence of Nanotechnology, its applications have been developed to newer areas such as photocatalysts and solar cells. In this paper, titanium dioxide nanoparticles were synthesized by the sol-gel method from titanium alkoxide and the effect of different parameters on the gel formation were experimentally tested. The powder obtained from the most suitable system to achieve the desired gel with the volume ratio of precursor : alcohol : water : acid equal to 1:5:2:0.2 was selected. Furthermore, the effect of calcination temperature on the crystalline phases, morphology and particle size was investigated by X-ray diffraction analysis and Scanning electron microscopy. The calcination conditions were 350, 450, 550 °C for 1 hour. The XRD results confirm the presence of Anatase as a major and the only crystalline phase. In addition, it was observed that in these samples with increasing calcination temperature, nanoparticles size has been increased from 15 to 29 nm, but no significant change in particles morphology was detected.