ISI : خواص وکاربردهای نانو ذرات اکسید تیتانیوم

مقدمه ای کامل و جامع و بسیار مناسب برای پایان نامه -حاصل از ترجمه مقالات ISI با 99 رفرنس معتبر - 107 صفحه فایل word با فهرست مطالب، جدولها و شکلها و با رعایت تمام نکات نگارشی

http://nanoworld.rozblog.com/post/17

مقدمه:
دی اکسید تیتانیوم در طبیعت، معمولاً در چهار ساختار بلوری آناتاس، روتایل، بروکایت و فاز بتا-TiO2 یافت می شود. به لحاظ ترمودینامیکی روتایل پایدارترین فاز دی اکسیدتیتانیوم در فشار معمولی بوده و دو فاز دیگر آناتاس و بروکایت، فازهای نیمه پایدار این سیستم به شمار می روند [۶-۳].
۱-۲-۱- فاز آناتاس (Anatase):
این فاز دارای ساختار بلوری چارگوشی (تتراگونال) و در بلورهای طبیعی معمولاً به شکل هشت وجهی با ساختار دوهرمی دیده می شود (شکل۱-۱). رنگ اکسیدتیتانیوم در این فاز قهوه ای مایل به سیاه بوده و انواع زرد و آبی آن نیز وجود دارند. در دسته بندی ساختار فضایی این فاز متعلق به دسته C5 و گروه فضایی I41/amd است. یاخته یکه آناتاس دارای ۱۲ اتم و طول بردارهای پایه آن Å ۷۸۴۲/۳= Å , a = b 5146/9 c = است. صفحه رشد تک بلور آن معمولاً (۱۰۱) است.
۱-۲-۲- فاز روتایل (Rutile):
روتایل دارای ساختار بلوری چارگوشی (تتراگونال) است. در بلورهای طبیعی معمولاً به شکل منشوری دوقلو دیده می شود (شکل۱-۲). رنگ TiO2 در این فاز در بلورهایی با ضخامت زیاد سیاه یا قهوه¬ای تیره و در بلورهای ظریف و نازک زرد طلایی است و معمولا ًنسبت به سایر فازهای آن شفاف¬تر است. در دسته بندی ساختار فضایی این فاز متعلق به دسته C4 و گروه فضایی P42/mnm است. طول بردارهای یاخته یکه آن Å ۵۹۳۷/۴= Å , a = b 5812/2 c = و شش اتم در هر یاخته یکه دارد. صفحه رشد تک بلور آن معمولاً (۱۱۰) است.
۱-۲-۳- فاز بروکایت (Brookite):
بروکایت دارای ساختار بلوری راست گوشه (ارتورومبیک) است (شکل ۱-۳). ….
از جمله کاربردهای نانو مواد اکسید تیتانیوم می توان به موارد زیر اشاره کرد:
کاربردهای ضدمیکروبی، ضدویروسی و ضد سرطان، پوشش های تصفیه کننده هوا، پوشش های خودتمیزشونده، تصفیه آب، مه زدایی، سلول های خورشیدی حساس به رنگ، مصارف دارویی و دندانپزشکی، افزایش فعالیت فتوکاتالیستی و ….
خواص و کاربردهای نانوساختارهای دی اکسید تیتانیوم به شدت به اندازه ذرات، ساختار، مساحت سطح موثر و خواص سطحی آن وابسته است. از آنجایی که، این خواص به نوبه خود تحت تاثیر روش های سنتز می باشند، در این فصل پایان نامه بر روش های مختلف سنتز نانوذرات و لایه های نازک TiO2 خواهیم داشت.
واکنش های شیمیایی برای سنتز مواد می تواند در حالت گاز، مایع یا جامد انجام شود. سرعت نفوذ واکنشگرها در فاز گاز یا مایع، چندین برابر از فاز جامد بیشتر است. از این رو روش های سنتز نانوساختارها را می توان به دو دسته ی کلی، روش های سنتز از فاز مایع (محلول) و سنتز از فاز بخار تقسیم کرد.
از جمله این روش ها عبارتند از: سل ژل،هم رسوبی و سولوترمال، هیدروترمال، مایسل معکوس یا میکروامولسیون، احتراقی، الکتروشیمیایی، لایه نشانی بخار شیمیایی، لایه نشانی بخار فیزیکی، کند و پاش، چگالش از بخار شیمیایی، اسپری.
در ادامه این پرژه خواص مختلف نانو ذرات و لایه های اکسید تیتانیوم مانند خواص ساختاری، اپتیکی و مورفولوژی سطح مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین تاثیر روش های مختلف سنتز نانو ذرات اکسید تیتانیوم بر روی خواص آن مطالعه می شود.

http://nanoworld.rozblog.com/post/17

فهرست مطالب
فصل اول: آشنایی با دی اکسید تیتانیوم، معرفی خواص و کاربردهای آن ۱
۱-۱- مقدمه ۱
۱-۲- معرفی انواع ساختارهای کریستالی دی اکسیدتیتانیوم ۲
۱-۲-۱- فاز آناتاس ۲
۱-۲-۲- فاز روتایل ۳
۱-۲-۳- فاز بروکایت ۴
۱-۲-۴- فاز β-TiO2 4
1-3- خواص فیزیکی و شیمیایی TiO2 6
1-3-1- خواص اپتیکی ۶
۱-۳-۲- خواص الکتریکی ۷
۱-۳-۳- خواص الکترون و حفره در TiO2 7
1-3-4- خواص شیمیایی ۸
۱-۳-۵- خاصیت فتوکاتالیستی ۹
۱-۳-۵-۱- مکانیزم واکنش های فتوکاتالیستی در TiO2 12
1-3-6- خاصیت ابرآبدوستی ۱۵
۱-۴- کاربردهای نانومواد دی اکسیدتیتانیوم ۱۶
۱-۴-۱- کاربردهای ضدمیکروبی، ضدویروسی و ضدقارچ ۱۶
۱-۴-۲- کاربردهای ضدسرطان ۱۸
۱-۴-۳- تصفیه هوا ۱۹
۱-۴-۴- تصفیه آب ۲۱
۱-۴-۵- پوشش های خودتمیزشونده ۲۱
۱-۴-۶- مه زدایی ۲۲
۱-۴-۷- کاربرد در سلول های خورشیدی حساس شده رنگی ۲۳
۱-۴-۸- مصارف دارویی ۲۴
۱-۴-۹- کاربردهای دندانپزشکی ۲۴
فصل دوم: مروری بر روش های سنتز نانوذرات و لایه های نازک دی اکسیدتیتانیوم ۲۷
۲-۱- روش های سنتز از فاز مایع ۲۷
۲-۱-۱- روش سل ژل ۲۸
۲-۱-۱-۱- روش سل ژل برای تهیه نانوذرات TiO2 28
2-1-1-2- مراحل فرایند سل-ژل ۳۰
۲-۱-۲- روش هم رسوبی ۳۶
۲-۱-۳- روش سولوترمال ۳۶
۲-۱-۴- سنتز نانوذرات به روش هیدروترمال ۳۷
۲-۱-۵- روش مایسل معکوس یا میکروامولسیون ۳۸
۲-۱-۶- روش احتراقی ۳۹
۲-۱-۷- روش الکتروشیمیایی ۴۰
۲-۲- روش های سنتز از فاز گازی ۴۱
۲-۲-۱- لایه نشانی بخار شیمیایی (CVD) 41
2-2-2- لایه نشانی بخار فیزیکی (PVD) 45
2-2-3- کندوپاش (Sputtering) 45
2-2-4- روش چگالش از بخار شیمیایی (CVC) 47
2-2-5- روش لایه نشانی اسپری پایرولیزیز (SPD) 48
2-3- مروری بر مقالات بین المللی در زمینه خواص ساختاری و اپتیکی نانوذرات و لایه های نازک اکسید تیتانیوم ۴۹
۲-۳-۱- سنتز نانوذرات TiO2به روش سل ژل ۴۹
۲-۳-۲- سنتز نانوذرات TiO2 در دمای پایین به روش سل-ژل ۵۱
۲-۳-۳- سنتز نانوذرات تیتانیا به روس هیدروترمال با امواج فراصوتی ۵۳
۲-۳-۴- سنتز نانوپودر تیتانیا به روش CVC 54
2-3-5- خواص ساختاری و اپتیکی لایه های نازک اکسیدتیتانیوم به روش اسپری پایرولیزیز ۵۶
۲-۳-۶- مشخصه یابی لایه های نازک TiO2 تهیه شده به روش کندوپاش (اسپاترینگ) ۵۸
۲-۳-۷- سنتز لایه های نازک TiO2 به روش CVD 61
فصل سوم: مطالعه پارامترهای سنتز بر روی خواص ساختاری و اپتیکی نانوساختارهای اکسید تیتانیوم ۶۳
۳-۱- بررسی پارامترهای موثر بر روی خواص نانوساختارهای اکسید تیتانیوم تهیه شده به روش سل- ژل ۶۳
۳-۱-۱- نقش عامل کمپلکس ساز ۶۳
۳-۱-۱-۱- سنتز نانوذرات تیتانیا با حضور عامل کمپلکس ساز مختلف به روش سل ژل ۶۴
۳-۱-۱-۲- مقایسه عملکرد عامل های کمپلکس ساز در تهیه لایه های نازک TiO2 به روش سل ژل ۶۷
۳-۱-۲- نقش حلال ۷۵
۳-۱-۳- اثر دمای بازپخت ۸۱
۳-۱-۴- تغییر نسبت آب به آلکوکسید ۸۵
۳-۱-۵- نوع کاتالیزور ۸۸
۳-۱-۶- اثر pH 89
3-2- بررسی پارامترهای موثر بر روی خواص لایه های نازک اکسید تیتانیوم تهیه شده به روش اسپری پایرولیزیز ۹۲
۳-۲-۱- اثر روش لایه نشانی (اسپری پایرولیزیز و مگنترون اسپاترینگ) بر روی خواص ساختاری، اپتیکی و فوتوکاتالیستی TiO2 92
3-2-2- بررسی خواص لایه های نازک تهیه شده به روش اسپری پایرولیزیز با تغییردمای بستر و تغییر زیرلایه ۹۶

http://nanoworld.rozblog.com/post/17

ایمیل: