بررسی خواص ساختاری و فتوکاتالیستی نانوذرات تیتانیای دوپ شده با کاتیون های فلزی- قسمت ۴۱

بررسی خواص ساختاری و فتوکاتالیستی نانوذرات تیتانیای دوپ شده با کاتیون های فلزی- قسمت ۴۱

۰۲/۲۳

۴۳/۱۵

۹۱

۹

TSC6-2h-575

۱۰۳/۴۴

۹۲۴/۵۹

۰۵۹/۳

۴۲۶/۴

۰۱/۳۲

۱۰۰

TSC6-2h-675

۹۶۱/۲۹

۸۰۶/۵۹

۰۵۳/۳

۴۲۶/۴

۱۲/۴۷

۱۰۰

TSC6-2h-775

۴-۳-۸ بررسی طیف UV-Vis و محاسبه باند ممنوعه
نتایج حاصل از طیف UV-Vis تیتانیای خالص و تیتانیا همراه با دوپنت در شکل ۴-۱۰ نشان داده شده است. دوپ شدن فلزات در شبکه تیتانیا منجر به ایجاد یک سطح انرژی جدید مربوط به دوپنت در داخل باند ممنوعه تیتانیا میشود [۱۳۸-۱۳۶]. همانگونه که مشاهده میشود با افزودن دوپنت سریم در ساختار تیتانیا، لبهی جذب افزایش قابل توجهی به سمت امواج نور مرئی داشته است. تیتانیا بدون دوپنت در ناحیه نور مرئی
(>400 نانومتر) جذبی ندارد ولی در نمونهی دوپ شده با سریم یک شیفت پیک قرمز[۶۷] از لبهی جذب و افزایش قابل توجه جذب نور در طول موج مربوط به محدودهی نور مرئی را شاهد هستیم. CeO2 یک نیمه هادی نوع n با باند ممنوعه حدوداً eV2/3 میباشد [۱۴۰،۱۳۹]. بنابراین جذب در محدودهی ۵۰۰-۴۰۰ نانومتر برای کاتالیست Ce-TiOرا نمیتوان به Ce2O3 نسبت داد. انتقال بین CeOو Ce2Oمیتواند تحت شرایط اکسایش و کاهش تحقق یابد. اگرچه یونCe3+ دارای یک الکترون نوری فعال در اوربیتال ۴f میباشد که دارای یک حالت برانگیخته ۴f5/2 و ۴f7/2 است، ولی جذب در محدوده نور مرئی نمیتواند تنها به انتقال ۴f-4f نسبت داده شود چون این انتقال در ناحیه نور فروسرخ، رخ میدهد.
شکل ۴-۱۰: طیف جذب UV-Vis پودر تیتانیای خالص و همراه با دوپنت.
جذب نور برای Ce-TiOمیتواند به دو طریق ایجاد شود [۱۲۴]:
هنگامیکه یک الکترون فوتونی با انرژی بیشتر از (ECe-4f – EV) دریافت میکند و میتواند از باند ظرفیت به تراز ۴f سریم برانگیخته شود.
الکترون میتواند از پایینترین سطح[۶۸] از Ce2Oبه تراز ۴f برانگیخته شود.
شیفت پیک قرمز برای Ce-TiO2 و جابجاییهای احتمالی الکترون، در معادلات ۴-۱ و ۴-۲ نشان داده شده است. بنابراین حضور تک الکترون در تراز ۴f سریم میتواند نقش بسزایی در تولید جفت الکترون-حفره در ناحیه مرئی داشته باشد. این امر میتواند منجر به شیفت پیک قرمز در نمونهی تیتانیا-سریم باشد [۱۲۴].

این مطلب را هم بخوانید :  بررسی خواص ساختاری و فتوکاتالیستی نانوذرات تیتانیای دوپ شده با کاتیون های فلزی- ...

برای دانلود متن کامل این پایان نامه به سایت  fumi.ir  مراجعه نمایید.