سنتز نانوذرات TiO2 به روش ميکروامولسيون و بررسی تغييرات ريزساختاري ذرات در حين کلسيناسيون



نشریه: سال پنجم - شماره اول - بهار 1390 - مقاله 6   صفحات :  43 تا 50



کد مقاله:
JCST-03-05-2010-1211

مولفین:
مهناز کرباسي: دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم و تحقيقات - دانشکده مهندسی مواد
علی نعمتی: دانگشه صنعتی شریف - دانشکده مهندسی و علم مواد
مریم حسینی زری: مؤسسه پژوهشي علوم و فناوري رنگ - گروه پژوهشي رنگدانه‌هاي معدني و لعاب


چکیده مقاله:

ذرات دي‌اکسيد تيتانيم (تيتانيا) به روش ميکروامولسيون آب در روغن تهيه شدند و جهت بررسي خواص فوتوکاتاليستي از متيلن‌بلو استفاده گرديد. ميکروامولسيون از آب، سيکلوهگزان و يک فعال‌کننده سطح آنيوني به نامAOT (bis (2-ethylhexyl) sodium sulfosuccinate تشکيل شد. کوچک‌ترين اندازه ذره در سيستم ميکروامولسيون، 28 نانومتر بود که در نسبت مولار آب به فعال‌کننده سطح 2، به دست آمد. تأثير عوامل مختلف حين فرآيند (نسبت آب به فعال‌کننده سطح (W0) و دما) در مشخصات نهايي از جمله ساختار فازي و اندازه ذرات بررسي گرديد. ذرات تيتانيايي که در اين شرايط آماده شده بودند، به صورت پودر بي‌شكل بوده و در دماي ºC 500، دمايي که کمتر از دماي معمول تعريف شده جهت ايجاد فاز آناتاز است به فاز آناتاز تبديل شدند. ذرات نانو پودر تيتانيا به وسيله دستگاه‌هاي SEM، TEM، FT-IR و DTA مورد بررسي قرار گرفتند. ذرات تيتانياي که در دماي ºC500 کلسينه شدند بالاترين مشخصات فوتوکاتاليستي تجزيه متيلن بلو را از خود نشان دادند.


Article's English abstract:

Titanium dioxide (titania) particles were prepared by a water-in-oil emulsion system, and studied for the photodecomposition property of methylene blue. Microemulsion (ME) consisted of water, cyclohexane and a anionic surfactant such as (AOT). The smallest diameter of the particles was 28 nm in the system of cyclohexane with surfactant when the molar ratio of water to surfactant was 2. The effect of the process parameters (water/surfactant ratio, temperatures) on the final characteristics has been investigated, in terms of structural phase and particle size. Titania particles prepared in this condition were collected as amorphous powder, and converted to anatase phase at less than 500°C, which is lower than the ordinal phase transition temperature. The titania nanopowders were characterized by means of X-ray diffraction and SEM, TEM, FT-IR, and DTA. The titania calcined at 500 ºC shows the highest activity on the photocatalytic decomposition of methylene blue.


کلید واژگان:
ميکروامولسيون، تيتانيا، نسبت آب به فعال‌کننده سطح.

English Keywords:
Microemulsion, Titania, Water/surfactant ratio.

منابع:

English References:
1.J. Eastoe, J. Martin, L. Hollamby, L. Hudson, Recent advances in nanoparticle synthesis with reversed micelles. Adv. Coll. Int. Sci. 128-130(2007), 5-15.#2.B. Niemann, F. Rauscher, D. Adityawarman, A. Voigt, K. Sundmacher, Microemulsion-assisted precipitation of particles: Experimental and model-based process analysis. Chem. Eng. Proc. 45(2006), 917-935.#3.F. A. Deorsola, D. Vallauri, Study of the process parameters in the synthesis of TiO2 nanospheres through reactive microemulsion precipitation. Pow. Tech. 190(2009), 304-309.#4.J. C. Yu, M. K. P. Leung, W. Ho, B. Cheng, X. Zhao, J. Zhao, Effect of acidic and basic hydrolysis catalysts on the photocatalytic activity and microstructure of bimodal mesoporous Titania. J. Cat. 217(2003), 69-78.#5.P. Kumar, Handbook of Microemulsion Science and Technology, New York, 2005, 590-593.#6.J. Wang, Y. F. Jiang, Z. H. Jiang, X. D. Zhang, T. Ma, Y. Li, P. Zhang, W. Sun, H. Y. Zhang, Effect of TiO2 powder on sonocatalytic degradation process of Acid Red B. J. Chin Ceram Soc. 34(2006), 1088-1092.#7.J. Sekulic- Kuzmanovic, Mesoporous and Microporous Titania Membranes, PhD Thesis, University of Twente, (2004),103-120.#8.M. A. Fox, M. T. Dulay, Acceleration of secondary dark reactions of intermediates derived from adsorbed dyes on irradiated TiO2 powders. Chem. Rev. 93(1993), 341-357.#9.G. K. L. Goh, Ch. P. K. Liew, J. Kim, T. J. White, Atmospheric cold plasmas for synthesizing nanocrystalline anatase TiO2 using dielectric barrier discharges. J. Cry. Grow. 291(2006), 94-99.#10.X. Y. Wang, Z. J. Yi, L. S. Zhang, J. Wang, J. M. Wang, Study of rutile TiO2 in situ supported on crude sepiolite by liquid phase method. J. Chin. Ceram. Soc. 34(2006), 932-936.#11.S. Yamazaki, A. Yoshid, H. Abe, Photocatalytic degradation of chloroform in the gas phase on the porous TiO2 pellets: Effect of Cl accumulated on the catalyst surface. J. Photochem. Photobiol. A. 169(2005), 191-196.#12.C. J. Ren, B. H. Zhong, G. Q. Chen, W. M. Fang, Effect of copper ion dopants on photocatalysis activity of titanium dioxide thin films. J. Chin. Ceram. Soc. 34(2006), 39-43.#13.C. Z. Fang, Y. W. Chen, Preparation of titania particles by thermal hydrolysis of TiCl4 in n-propanol solution. Mat. Chem. Phy. 78(2003), 739-745.#14.M. Yasushige, Y. Okastu, Y. Tsujimoto, Titanium dioxide nanoparticles produced in water-in-oil emulsion. Int. Nanopart. Re. 3(2001), 219-225.#15.E. G. Kim, S. H. Hahn, Microstructural changes of microemulsion-mediated TiO2 particles during calcinations. Mat. Let. 49(2001), 244-249.#16.M. S. Lee, G. Lee, S. S. Park, S. S. Hong, Synthesis of TiO2 nanoparticles in reverse microemulsion and their photocatalytic activity. J. Ind. Eng. Chem. 9(2003), 89-95.#17.H. Sakai, H. Kawahara, M. Shimazaki, M. Abe, Preparation of ultrafine titanium dioxide particles using hydrolysis and condensation reactions in the inner aqueous phase of reversed micelles: Effect of alcohol addition. Longmuir. 14(1998), 2208-2212.#18.M. A. Lo´pez-Quintela, C. Tojob, M. C. Blanco, L. Garc?´a Rioa, J. R. Leis, Microemulsion dynamics and reactions in microemulsions. Cop. Col. Int. Sci. 9(2004), 264-278.#19.M. S. Lee, S. S. Park, G. D. Lee, C. S Ju, S. S. Hong, Synthesis of TiO2 particles by reverse microemulsion method using nonionic surfactants with different hydrophilic and hydrophobic group and their photocatalytic activity. Cat. Tod. 101(2005), 283-290.#20.M. S. Lee, S. S. Park, G. D. Lee, C. S. Ju, S. S. Hong, Preparations of nanosized TiO2 in reverse microemulsion and their photocatalytic activity. Sol. E Mat. Sol. Cel. 88(2005), 389-401.#21.S. N. Hosseini, S. M. Borghei, M. Vossoughi, N. Taghavinia; Immobilization of TiO2 on perlite granules for photocatalytic degradation of phenol. Appl. Catal. B. 74(2007), 53-62.#22.M. Sreemany, S. Sen, Influence of calcination ambient and film thickness on the optical and structural properties of sol-gel TiO2 thin films. Mat. Res. Bul. 42(2007), 177-189.#23.S. S. Honga, M. S. Lee, G. D. Lee, K. T. Limb, B. J. Hac, Synthesis of titanium dioxides in water-in-carbon dioxide microemulsion and their photocatalytic activity. Mat. Let. 57(2003), 2975-2979.#24.A. R. Rao, V. Dutta, Low-temperature synthesis of TiO2 nanoparticles and preparation of TiO2 thin films by spray deposition. Sol. E. Mat. Sol. Cel. 91(2007), 1075-1080.#25.H. Ahmadi Moghaddam, S. H. Jazayeri, R. Y. Saghakhaneh, The Production of titanium dioxide in anatase crystallographic structure, as an opacifier for glazes by the sulphate method. J. Color Sci. Tech. 2(2008), 95-101.#26.M. Kanna, S. Wongnawa, Mixed amorphous and nanocrystalline TiO2 powders prepared by sol-gel method: Characterization and photocatalytic study. Mat. Chem. phy. 110(2008), 166-175.#



فایل مقاله
تعداد بازدید: 32711
تعداد دریافت فایل مقاله : 2307

ورود به سامانه نشریه
شناسنامه ی نشریه
صاحب امتياز:
موسسه پژوهشي
علوم و فناوري رنگ و پوشش
مدير مسوول:
پروفسور زهرا رنجبر
سردبير:
پروفسور زهرا رنجبر
مدير اجرايي:
دکتر فرهاد عامري
شاپا چاپي:
8779 - 1735
شاپا الکترونيکي:
2169 - 2383
دسترسی سریع
آخرین شماره های نشریه
آمارهای وبگاه
تعداد بازدید:32,712

کاربران حاضر:25