Document
Synthesis and characterization of nanomaterials for photocatalytic applications
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2012
Language
English
Subject
English abstract
The thermodynamic data for the stability of ZnSnO3 in aqueous media was calculated as a function of pH and potential (Eh). The obtained was overlapped on the Pourbaix diagram of Zn-H2O system at 25 °C to construct a new Pourbaix diagram of Zn-Sn-H2O system at 25 °C. The new Pourbaix diagram will be useful to determine the pH and potential stability area of ZnSnO3 which can be used to synthesize the material at low temperature at a known reactants concentration. The produced ZnSnOz was characterized using X-ray diffraction, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and Scanning Electron Microscopy (SEM). The obtained powder was indexed to ZnSnOz in JCPDS (11-0247). The particle size and shape was studied at different reactants concentration and synthesis temperature. The particle size was determined from SEM micrographs of the samples and it was in micron size (ranging from 0.7 to 5 um). The crystallite size was in nanoscale. Photocatalytic activity of the ZnSnOz samples was tested using organic dyes. The concentration of the dye was determined with time to compare the photocatalytic activity of ZnSnOz samples. To enhance photocatalytic activity, ZnSnO3 was doped with 5% Mn(II) and a sample of the doped ZnSnOz was annealed at 400 °C. The photocatalytic activity of the Mn(II) doped sample after annealing was the best. A new synthesis route for the preparation of TiO2 at low temperature was designed using Pourbaix diagram of Ti-H20 system. Different synthesis temperatures were used to study the effect of synthesis temperature on the obtained TiO2 phase anatase or rutile phase. The effect of Fe(III) doping of TiO2 was studied at different doping percent. The structure of the rutile TiO2 and Fe(III) doped TiO2 samples was analyzed with transmission electron microscope which shows the formation of TiO2 nanotubes.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
تم حساب البيانات الحرارية الاستقرار قصديرات الزنك (ZnSn03) في وسط مائي كعلاقة بالنسبة لدرجة الحموضة و فرق الجهد (Eh). لقد تم ادخال البيانات التي تم الحصول عليها في مخطط بوربي للزنك في وسط مائي Pourbaix diagram of Zn - H2 ) عند درجة حرارة 25 درجة سيليزية لبناء رسم تخطيطي جديد للزنك بوجود أيونات القصديرات عند درجة حرارة 25 درجة سيليزية (Pourbaix Diagram of Zn
- Sn - H20 ).
والرسم التخطيطي الجديد سيستخدم لتحديد درجة الحموضة وفرق الجهد اللازم لتعيين منطقة استقرار قصديرات الزنك والتي يمكن استخدامها لتحضير المادة على درجة حرارة منخفضة بمعلومية تركيز المواد المتفاعلة. لقد تم تحليل المواد المنتجة باستخدام تقنيات حيود الأشعة السينية، والأشعة تحت الحمراء، والمجاهر الإلكترونية وتمت دراسة تأثير تركيز المواد المتفاعلة ودرجة الحرارة المستخدمة لتحضير المواد في شكل وحجم الجزيئات المنتجة بشكل عام تظهر صور المجهر الإلكتروني الماسح أن حجم الجسيمات بحجم المايكرو متر، بينما حجم الكريستالات المكونة لهذه الجسيمات بحجم النانو متر. أختبر النشاط التحفيزي الضوئي لقصديرات الزنك الناتجة باستخدام صبغات عضوية ولمقارنة تاتير تغيير تركيز المواد المتفاعلة ودرجة الحرارة في نشاط المواد الناتجة تمت مقارنة تغير تركيز الصبغة العضوية بالنسبة للزمن. لتعزيز النشاط التحقيزية الضوئي لقصديرات الزنك لقد تم تطعيم قصديرات الزنك بالمنجنيز الثنائي. أخذت عينة من قصديرات الزنك المطعمة بنسبة 5% من المنجيز وتمت تحميتها على درجة حرارة 400 درجة سيليزية. أظهرت نتائج قياس النشاط التحفيزي الضوئي أن أفضل النتائج التي تم الحصول عليها كانت باستخدام قصديرات الزنك المطعمة بالمنجنيز الثنائي والتي تم تحميتها على درجة حرارة 400 درجة سيليزية. للأهمية البالغة لأكسيد التايتانيوم في العديد من التطبيقات الصناعية ونظرا لكونه من أهم المحفزات الضوئية؛ لقد تم تصميم طريقة جديدة لتصنيع ثاني اكسيد التاتانيوم على درجة حرارة منخفضة باستخدام مخطط بوربيكس لنظام التايتانيوم في وسط مائي عند درجة حرارة 25 درجة سيليزية. وقد درس تأثير درجة حرارة التصنيع على حالة المادة الناتجة وتصنيفها كأنتيس (anatase) أو روتيل (Rutile). وأيضا تمت دراسة تأثير تطعيم ثاني أكسيد التايتانيوم بإضافة الحديد الثلاثي باستخدام نسب مختلفة من الحديد الثلاثي. درس شكل الجسيمات الناتجة من روتيل أكسيد التايتانيوم وأكسيد التايتانيوم المطعم بالحديد الثلاثي باستخدام المجهر الإلكتروني النقل والذي أظهر أن شكل جسيمات روتيل التايتانيوم كانابيب بحجم النانومتر.
- Sn - H20 ).
والرسم التخطيطي الجديد سيستخدم لتحديد درجة الحموضة وفرق الجهد اللازم لتعيين منطقة استقرار قصديرات الزنك والتي يمكن استخدامها لتحضير المادة على درجة حرارة منخفضة بمعلومية تركيز المواد المتفاعلة. لقد تم تحليل المواد المنتجة باستخدام تقنيات حيود الأشعة السينية، والأشعة تحت الحمراء، والمجاهر الإلكترونية وتمت دراسة تأثير تركيز المواد المتفاعلة ودرجة الحرارة المستخدمة لتحضير المواد في شكل وحجم الجزيئات المنتجة بشكل عام تظهر صور المجهر الإلكتروني الماسح أن حجم الجسيمات بحجم المايكرو متر، بينما حجم الكريستالات المكونة لهذه الجسيمات بحجم النانو متر. أختبر النشاط التحفيزي الضوئي لقصديرات الزنك الناتجة باستخدام صبغات عضوية ولمقارنة تاتير تغيير تركيز المواد المتفاعلة ودرجة الحرارة في نشاط المواد الناتجة تمت مقارنة تغير تركيز الصبغة العضوية بالنسبة للزمن. لتعزيز النشاط التحقيزية الضوئي لقصديرات الزنك لقد تم تطعيم قصديرات الزنك بالمنجنيز الثنائي. أخذت عينة من قصديرات الزنك المطعمة بنسبة 5% من المنجيز وتمت تحميتها على درجة حرارة 400 درجة سيليزية. أظهرت نتائج قياس النشاط التحفيزي الضوئي أن أفضل النتائج التي تم الحصول عليها كانت باستخدام قصديرات الزنك المطعمة بالمنجنيز الثنائي والتي تم تحميتها على درجة حرارة 400 درجة سيليزية. للأهمية البالغة لأكسيد التايتانيوم في العديد من التطبيقات الصناعية ونظرا لكونه من أهم المحفزات الضوئية؛ لقد تم تصميم طريقة جديدة لتصنيع ثاني اكسيد التاتانيوم على درجة حرارة منخفضة باستخدام مخطط بوربيكس لنظام التايتانيوم في وسط مائي عند درجة حرارة 25 درجة سيليزية. وقد درس تأثير درجة حرارة التصنيع على حالة المادة الناتجة وتصنيفها كأنتيس (anatase) أو روتيل (Rutile). وأيضا تمت دراسة تأثير تطعيم ثاني أكسيد التايتانيوم بإضافة الحديد الثلاثي باستخدام نسب مختلفة من الحديد الثلاثي. درس شكل الجسيمات الناتجة من روتيل أكسيد التايتانيوم وأكسيد التايتانيوم المطعم بالحديد الثلاثي باستخدام المجهر الإلكتروني النقل والذي أظهر أن شكل جسيمات روتيل التايتانيوم كانابيب بحجم النانومتر.
Category
Theses and Dissertations
File size
4.53 MB
1
1
