نانومقیاس

نانومقیاس

خواص نوری و فتوکاتالیستی نانوالیاف هسته-پوسته‎ TiO2-SnO2 ‎ساخته ‏شده به روش الکتروریسی ‏

نویسندگان
گروه فیزیک حالت جامد، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مازندران، بابلسر، مازندران
چکیده
نانوالیاف هسته-پوسته متشکل از دی اکسید تیتانیوم و دی اکسید قلع به روش الکتروریسی، با هدف بالا بردن ‏فعالیت ‏فوتوکاتالیستی، ساخته شد و در ناحیه فرابنفش مورد مطالعه قرار گرفت. مورفولوژی و ریزساختار نانو الیاف تولید شده با ‏استفاده ‏از تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی ‏‎SEM‎‏ و میکروسکوپ الکترونی عبوری ‏‎TEM‎‏ و پراش اشعه ‏ایکس ‏‎XRD‎‏ مورد ‏بررسی قرار گرفتند. بر اساس تصاویر ‏‎ SEMبدست آمده، نمونه های ساخته شده دارای ساختار دو لایه ‏هسته-پوسته ‏‎ TiO2- SnO2‎‏ با قطرهایی در محدوده 120-70 نانومتر هستند. آنالیزهای ‏XRD‏ نشان می دهند که نانو ‏ساختارهای سنتز شده بعد از ‏عملیات حرارتی دارای ساختاری با فاز غالب کریستالی است. علاوه بر این، نتایج حاصل از طیف ‏سنجی نوری فرابنفش-مرئی ‏‎UV-Vis‎‏ نشان می دهد که تغییرات قله های جذب رنگ های رودامین بی، متیلن آبی و متیل ‏نارنجی مورد آزمایش، در ‏حضور نانو الیاف هسته-پوسته ‏TiO2- SnO2‎‏ بطور خیلی محسوسی کاهشی بوده که تاییدی است بر اثر ‏خاصیت فوتوکاتالیستی ‏نانو الیاف تولید شده، بطوریکه در نهایت منجر به کاهش در غلظت رنگ به کار رفته، شده است.‏
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Fabrication and investigation ofTiO2-SnO2 core-shell nanofibers by electrospinning method and determination ofits photocatalyst efficiency

نویسندگان English

N. Hosseinzadeh Sheikh Amirlou
H. Hamidinezhad
A. Ashkarran
Department of Physics, Faculty of Basic Science, University of Mazandaran, Babolsar
چکیده English

The core-shell nanofibers consist of titanium dioxide and tin dioxide were fabricated by ‎electrospinning ‎method in order to enhance photocatalytic activity under ultraviolet UV ‎irradiation. The morphology and ‎microstructure of the produced nanofibers were investigated ‎using scanning electron microscopy SEM, ‎transition electron microscopy TEM and X-ray ‎diffraction XRD. According to SEM images, the ‎fabricated samples have core-shell TiO2-SnO2 ‎structures with diameters ranging from 120 to 70 nm. The ‎XRD analyzes show that synthesized ‎nanostructures have a crystalline dominant phase after thermal ‎treatment. Furthermore, the results ‎of ultraviolet-visible UV-Vis spectroscopy show that the changes in ‎absorption peaks of ‎Rhodamine b, Methylene blue and Methyl orange have been considerably reduced in ‎presence of ‎core-shell nanofibers TiO2-SnO2. These results confirm that the photocatalytic properties ‎of ‎nanofibers eventually led to a reduction in concentration of the model dye.‎

کلیدواژه‌ها English

Nanoparticles
electrospinning
nanofibers
core-shell structures
TiO2-SnO2
photocatalyst ‎activity ‎
[1] C. Yang, H. Fan, Y. Xi, J. Chen, Z. Li, “Effects
of depositing temperatures on structure and optical
properties of TiO2 film deposited by ion beam
assisted electron beam evaporation,” Appl. Surf.
Sci., 254, 2685–9, 2008.
[2] M. Mirjalili & L. Karimi, “Photocatalytic
degradation of synthesized colorant stains on
cotton fabric coated with nano TiO2,” Journal of
Fiber Bioengineering and Informatics, 3(4), 208-
215, 2011.
[3] A. P. S. Sawhney, B. Condon, K. V. Singh, S.
S. Pang, G. Li, D. Hui, “Modern applications of
nanotechnology in textiles,” Textile Research
Journal, 78(8), 731-739, 2008.
[4] E. Kudlek, D. S. Vestri, S. Waclawek, V. V. T.
padil, M. Stuchlik, L. Volesky, P.
Kejzlar, M. Cernik, “TiO2 immobilised on
biopolymer nanofibers for the removal of
bisphenol a and diclofenac from water,” 24(3),
417-429, 2017.
[5] A.R. Rahmani, M.R Samarghandi, M.T
Samadi, F. Nazemi, “Photocatalytic disinfection
of coliform bacteria using UV/TiO2,” J. Res.
Health. Sci. 9, 1-6, 2009.
[6] H. Honda, A. Ishizaki, R. Soma, K. Hashimoto,
A. Fujishima, J. Illum, “Application
of photocatalytic reaction caused by TiO2 film to
improve the maintenance factor of
lighting system,” Eng. Soc., 27, 42-49, 1998.
[7] B. Levy, W. Liu, S. E. Gilbert, “Directed
Photocurrents in Nanostructured
TiO2/SnO2 Heterojunction Diodes,” J. Phys. Chem.
B, 101, 1810-1816, 1997.
[8] T. R. N. Kutty, M. Avudaithai, “Photocatalytic
activity of tin-substituted TiO2 in visible light,”
Chem. Phys. Lett., 163, 93-97, 1989.
[9] N. Serpone, P. Maruthamuthu, P. Pichat, J.
Photochem. Photobiol. A, “Exploiting
the interparticle electron transfer process in the
photocatalysed oxidation of phenol, 2-
chlorophenol and pentachlorophenol: chemical
evidence for electron and hole transfer between
coupled semiconductors,” 85, 247-255, 1995.
[10] Z. Liu, X. Quan, H. Fu, X. Li, K. Yang, Appl.
Catal. B, “Effect of embedded-silica
on microstructure and photocatalytic activity of
titania prepared by ultrasound-assisted
hydrolysis,” 52, 33-40, 2004.
[11] E. Pakdel, W. A. Daoud, X. Wang,
“Assimilating the photo-induced functions of TiO2-
based compounds in textiles: emphasis on the solgel process,” Textile Research Journal,
85(13), 1404-1428, 2015.
[12] M.R. Hoffmann, S.T. Martin, W. Choi, D.W.
Bahnemann, Chem. Rev. 1995, 95, 69.
[13] J.T. McCann, M. Marquez, Y. Xia, J. Am.
Chem. Soc. 2006, 128, 1436.
[14] S. Zhan, D. Chen, X. Jiao, C. Tao, J. Phys.
Chem. B 2006, 110,11199.
[15] K. Zakrzewska and M. Radecka, “TiO2–SnO2
system for gas sensing—Photodegradation
60 پاییز ۱۳۹8 |شماره سوم | سال ششم
of organic contaminants,” Thin Solid Films, 515,
8332-8338, 2007.
[16] X. Zhang, V. Thavasi, S. G. Mhaisalkar, S.
Ramakrishn, “Novel hollow mesoporous 1D
TiO2 nanofibers as photovoltaic and
photocatalytic materials” Nanoscale, 4, 1707–16,
2012.
[17] M. Gulfam, M. L. Jong, K. Ji-eun, W. L.
Dong, E. Lee, G. C. Bong, “Highly porous coreshell polymeric fiber network,” Langmuir, 27,
10993–9, 2011.
[18] D. Norris, M. M. Shaker, F. Ko, A. G.
MacDiarmid, “Electrostatic fabrication of
ultrafine conducting: polyaniline/polyethylene
oxide blends,” Synth. Met., 114, 109-114, 2000.
[19] M. Bognitzki, W. Czado, T. Frese, A.
Schaper, M. Hellwig, M. Steinhart, A. Greiner, J.
H. Wendroff, “Nanostructured fibers via
electrospinning.,” Adv. Mater. 13, 70-72, 2001.
[20] Y. P. Neo, S. Ray, A. J. Easteal, M. G.
Nikolaidis, S. Y. Quek, “Influence of solution
and processing parameters towards the fabrication
of electrospun zein fibers with submicron diameter,” 109, 645-651, 2012.
[21] C. Wang, C. Shao, L. Wang, L. Zhang, X. Li,
Y. Liu, J. Colloid Interface Sci. 2009, 333, 242.
[22] C. Wang, C. Shao, Y. Liu, L. Zhang, Scr.
Mater. 2008, 59, 332.
[23] A. Farhadi, M. R. Mohammadi, M. Ghorbani,
“On the assessment of photocatalytic activity and
charge carrier mechanism of TiO2@ SnO2 coreshell nanoparticles for water decontamination”
Journal of Photochemistry and Photobiology A:
Chemistry, 338, 171-177, 2017.
[24] A. A. Ashkarran, H. Hamidinezhad, H.
Haddadi, M. Mahmoudi, “Double-doped TiO2
nanoparticles as an efficient visible-lightactive photocatalyst and antibacterial agent under
solar simulated light” Applied Surface Science
301, 338-345.
[25] A. A. Ashkarran, M. Fakhari, H.
Hamidinezhad, H. Haddadi, M. R. Nourani, “TiO2
nanoparticles immobilized on carbon nanotubes for
enhanced visible-light photo-induced activity”
Journal of Materials Research and Technology 4
(2), 126-132.
دوره 6، شماره 3
پاییز 1398
صفحه 52-60

  • تاریخ دریافت 06 آبان 1399