ساخت و مشخصه‌یابی نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم آلائیده شده با اتم‌های سریم با روش تخلیه الکتریکی

نانوذرات دی­اکسید تیتانیوم (TiO2) به‌عنوان یک ماده فوتوکاتالیست پرکاربرد شناخته شده ­است. برای بهبود کارایی این نانوذرات باید بازترکیب زوج الکترون– حفره کاهش داده و همچنین میزان جذب به ناحیه مرئی گسترش داده شود. یک روش برای افزایش کارایی این نانوذرات، آلائیدن آنها با عناصر گروه لانتانیدها مانند سریم است. در تحقیق پیش رو نانوذرات TiO2 خالص و آلائیده شده با سریم از روش تخلیه الکتریکی ساخته شدند. تاثیر سریم بر خواص ساختاری، مورفولوژیکی و اپتیکی آنها با آنالیزهای پراش پرتو X (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف بازتاب پخشی (DRS) و فتولومینسانس (PL) مورد بررسی قرار گرفت. مطالعه ساختاری پراش پرتوایکس نشان داد که اندازه نانوذرات TiO2 با وجود Ce، تا 7/27 نانومتر کاهش می ­یابد. مورفولوژی سطح نانوذرات نشان داد که یکنواختی نانوذرات در نمونه با ناخالی سریم کاهش می­ یابد. نتایج طیف بازتابش پخشی نشان داد که گاف نواری با وجود سریم تا  24/2 الکترون‌ولت کاهش می­ یابد. نتایج آنالیز فتولومینسانس نشان داد که برای نمونه ناخالص، شدت فتولومینسانس کاسته می‌شود که این باعث کاهش بازترکیب زوج الکترون- حفره و افزایش فعالیت فتوکاتالیستی در نانوذرات می شود.

Keywords:

Titanium dioxide , Nanocrystal , Electrical discharge method , Cerium dopant. , دی‌اکسید تیتانیوم , نانوکریستال , تخلیه الکتریکی , آلاینده سریم.