Właściwości strukturalne, optyczne i elektryczne TiO2 modyfikowanego Fe2O3

• Autorzy: Karoń Iwona , Radecka Marta

Warianty tytułu

EN

Structural, optical and electrical properties of TiO2 modified with Fe2O3

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Celem pracy było określenie własności strukturalnych, elektrycznych i optycznych TiO2 modyfikowanego Fe2O3. Materiały TiO2-Fe2O3 syntezowano metodą zol-żel w zakresie (0-2)% mol. Fe2O3. Badania dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego XRD wskazują, że niedomieszkowany TiO2 oraz materiały o zawartości do 0,25% mol. Fe2O3 krystalizują w strukturze rutylu. Przewodnictwo elektryczne mierzono w funkcji składu oraz temperatury (425-700 °C). Położenie i kształt krawędzi absorpcji podstawowej zależy od koncentracji domieszki. Własności strukturalne i elektryczne materiałów potwierdzają zakres tworzenia roztworów stałych.

EN

The aim of this work was to determine the structural, electrical and optical properties of the TiO2 modified with Fe2O3. Fe2O3-TiO2 materials were synthetized by the sol-gel method in the range 0-2 mol% Fe2O3. XRD X-ray diffraction studies indicate that undoped TiO2 and materials with a content of up to 0.25 mol% Fe2O3 crystallize in the rutile structure. Electrical conductivity was measured as a function of composition and temperature (425-700 °C). The location and shape of the primary absorption edge depends on the concentration of the admixture. Structural and electrical properties of materials confirm the range of solid solution formation.

Słowa kluczowe

PL

TiO2; Fe2O3; roztwór stały; pasmo wzbronione; przewodnictwo elektryczne

EN

TiO2; Fe2O3; solid solution; band gap; electrical conductivity

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 71, nr 1
• Strony: 17--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Karoń Iwona

• Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Tarnowie, Zakład Chemii, ul. Mickiewicza 8, 33-100 Tarnów

autor

Radecka Marta

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Verma, A., Kar, M., Singh, D .P.: Aging effect of diethanolamine derived precursor sol on TiO2 films deposited at different annealing temperatures, J. Sol-Gel Sci. Technol., 54, (2010), 129-138.
• [2] Gharagozlou, M., Bayati, R.: Photocatalytic characteristics of single phase Fe-doped anatase TiO2 nanoparticles sensitized with vitamin B12, Mater. Res. Bull., 61, (2015), 340-347.
• [3] Abazović, N. D., Mirenghi, L., Janković, I. A., Bibić, N., Sojić, D. V., Abramović, B. F., Comor, M. I.: Synthesis and characterization of Rutile TiO2 nanopowders doped with iron ions, Nanoscale Res. Lett., 4, (2009), 518-525.
• [4] Golubović, A., Šćepanović, M., Kremenović, A., Aškrabić, S., Berec, V., Dohčević-Mitrović, Z., Popović, Z. V.: Raman study of the variation in anatase structure of TiO2 nanopowders due to the changes of sol-gel synthesis conditions, J. Sol-Gel Sci. Technol., 49, (2009), 311-319.
• [5] Eshaghi, A., Pakshir, M., Mozaffarinia, R.: Preparation and characterization of TiO2 sol-gel modified nanocomposite films, J. Sol-Gel Sci. Technol., 55, (2010), 278-284.
• [6] Mirzaei, A., Hashemi, B., Janghorban, K.: α-Fe2O3 based nanomaterials as gas sensors, J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 27, (2016), 3109-3144.
• [7] Hanaor, D. A. H, Sorrell, C. C.:Review of the anatase to rutile phase transformation, J. Mat. Sci., 46, 4, (2011), 855-874.
• [8] Akhavan, O.: Thickness dependent activity of nanostructured TiO2/α-Fe2O3 photocatalyst thin films, Appl. Surf. Sci., 257, (2010), 1724-1728.
• [9] Boudjemaa, A., Boumaza, S., Trari, M.: Physical and photo-electrochemical characterizations of α-Fe2O3. Application for hydrogen production, Int. J. Hydrogen Energy, 34, (2009), 4268-4274.
• [10] Ranjit, K. T., Viswanathan, B.: Synthesis, characterization and photocatalytic properties of iron-doped TiO2 catalysts, J. Photochem. Photobiol. A: Chem., 108, (1997), 79-84.
• [11] Hreniak, A., Gryzło, K., Boharewicz, B., Sikora, A., Chmielowiec, J., Iwan, A.: Preparation and optical properties of iron-modified titanium dioxide obtained by sol-gel method, Optical Materials, 46, (2015), 45-51.
• [12] Banisharif, A., Khodadadi, A. A., Mortazavi, Y., Firooz, A. A., Beheshtian, J., Agah, S., Menbari, S.: Highly active Fe2O3-doped TiO2 photocatalyst for degradation of trichloroethylene in air under UV and visible light irradiation: Experimental and computational studies, Appl. Catal. B: Environmental, 165, (2015), 209-221.
• [13] Mishra, M., Chun, D.-O.: α-Fe2O3 as photocatalytic material: A review, Appl. Catal. A: General, 498, (2015), 126-141.
• [14] Fang, W., Xing, M. Zhang, J.: Modifications on reduced titanium dioxide photocatalysts: A review, J. Photochem. Photobiol. C: Photochemistry Reviews, 32, (2017), 21-39.
• [15] Kusior, A., Michalec, K., Jelen, P., Radecka, M.: Shaped Fe2O3 nanoparticles – Synthesis and enhanced photocatalytic degradation towards RhB, Aplied Surface Science, 476, (2019), 342-352.
• [16] Gennari, F. C., Andrade Gamboa, J. J., Pasquevich, D. M.: Formation of pseudobrookite through gaseous chlorides and by solid state reaction, J. Mater. Sci., 33, (1998), 1563-1569.
• [17] Guo, W. Q., Malus, S., Ryan, D. H., Altounian, Z.: Crystal structure and cation distributions in the FeTi2O5-Fe2TiO5 solid solution series, J. Phys.: Condens. Matter, 11, (1999), 6337-6346.
• [18] Osada, M., Nishio, K., Hwang, H. Y., Hikita, Y.: Synthesis and electronic properties of Fe2TiO5 epitaxial thin films, APL Materials, 6, (2018), 056101.
• [19] Khaleel, A., Al-Zuhair, S., Al-Mamary, S., Parvin, M., Khan, A. H.: Structural, Textural, and Catalytic Properties of Ti(IV)-Fe(III) Mixed Oxides Prepared by a Modified Sol-Gel Route, Chem. Select., 2, (2017), 791-799.
• [20] Woermann, E., Brežny, B., Muan, A.: Phase equilibria in the system MgO-iron oxide-TiO2 in air, Am. Jour. Sci., 267-A, (1969), 463-479.
• [21] Kundu, T. K., Mukherjee, M., Chakravorty, D., Sinha, T. P.: Growth of nano-α-Fe2O3 in a titania matrix by the sol-gel route, J. Mater. Sci., 33, (1998), 1759-1763.
• [22] Spurr, R. A., Myers, H.: Quantitative Analysis of Anatase-Rutile Mixtures with an X-Ray Diffractometer, Anal. Chem., 29, 5, (1957), 760-762.