การเพิ่มประสิทธิภาพทางโฟโตคะตะไลติกของอนุภาคทรงกลมกลวง TiO2 ที่เจือด้วย Fe(III)

บทคัดย่อ

ทรงกลม TiO2 ที่เจือด้วยเหล็ก (Fe) ด้วยความเข้มข้นที่แตกต่างกันคือ 0 0.25 0.50 และ 1.0 wt.% ถูกสังเคราะห์ขึ้นโดยใช้วิธีไฮโดรเทอร์มอลและทรงกลมคาร์บอนเป็นแม่แบบ ตัวอย่างที่เตรียมได้ถูกนำไปแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 500 และ 550 oC ภายใต้บรรยากาศปกติเป็นเวลานาน 3 ชั่วโมง เมื่อผ่านการแคลไซน์แล้วตัวอย่างได้ถูกนำไปวิเคราะห์สมบัติเฉพาะด้วยเทคนิค XRD SEM TEM HR-TEM SAED EDX XPS และ UV-vis spectroscopy ผลที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค XRD แสดงให้เห็นว่า ตัวอย่างมีโครงสร้างผลึกแบบอะนาเทส ขนาดผลึกมีค่าลดลงเมื่ออุณหภูมิที่ใช้ในการแคลไซน์มีค่ามากขึ้น ภาพถ่ายทางจุลภาคด้วยเทคนิค TEM แสดงให้เห็นว่าตัวอย่างที่เจือด้วย Fe3+ มีโครงสร้างแบบกลวงที่มีขนาดเกรนเฉลี่ยอยู่ในช่วง 58.96-69.00 นาโนเมตร โดยขนาดของเกรนที่ตรวจสอบในบริเวณเปลือกนอกของทรงกลม TiO2 และTiO2@Fe3+ มีการเปลี่ยนแปลงเพิ่มขึ้นเล็กน้อยตามอุณหภูมิที่ใช้ในการแคลไซน์จาก 500 ไปเป็น 550 oC จากการตรวจสอบสภาพการดูดกลืนสเปคตรัมในย่านยูวีถึงวิสิเบิลด้วยเทคนิค UV-vis spectroscopy ค่าชิ่งว่างพลังงาน (Eg) สามารถหาได้จากจุดตัดแกนของกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานโฟตอน และ ค่าช่องว่างพลังงานที่สอดคล้องกับการทรานซิขันแบบตรง และการทรานซิชันแบบอ้อม พบว่าอยู่ในช่วง 3.10-3.22 และ 2.34-2.83 eV ตามลำดับ

คำสำคัญ