Otrzymywanie i charakterystyka struktury nanorurek TiO2

Nocuń, M.; Kwaśny, S.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Otrzymywanie i charakterystyka struktury nanorurek TiO2

Autorzy

Nocuń M. , Kwaśny S.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://mccm.ptcer.pl/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Manufacturing and characteristics of the structure of TiO2 nanotubes

Języki publikacji

Abstrakty

Nanorurki z ditlenku tytanu znajdują coraz szersze zastosowania praktyczne, głównie w procesach katalitycznych i fotokatalitycznych. Podstawową zaletą nanorurek w stosunku do TiO2 w formie proszku jest znacznie większe rozwinięcie powierzchni i wyższa aktywność. Nanorurki TiO2 są jednak ciągle materiałem mało zbadanym zwłaszcza pod kątem zastosowań fotokatalitycznych w cienkich warstwach. W pracy opisano procedurę syntezy nanorurek tytanowych metodą hydrotermalną w roztworze alkalicznym. Celem pracy było porównanie struktury otrzymanych materiałów w zależności od formy krystalicznej materiału wyjściowego. Charakterystykę struktury nanorurek przeprowadzono w oparciu o technikę FTIR oraz spektroskopię Ramana, skład fazowy wyznaczono w oparciu o dyfrakcję rentgenowską, natomiast morfologię włókien analizowano za pomocą mikroskopii skaningowej i transmisyjnej.

Titania nanotubes have wide practical applications mainly in catalytic and photocatalytic processes. The main advantage of the nanotubes with respect to TiO2 in a powder form is much greater surface development and higher activity. However, TiO2 nanotube material is still little explored especially for photocatalytic applications as thin films. This paper describes a procedure for the synthesis of titanium nanotubes by the hydrothermal method in an alkaline solution. The aim of this study was to compare the structure of the materials depending on a crystalline form of starting material. The characteristics of the structure of nanotubes was based on FTIR and Raman spectroscopy, the phase composition was determined by using X-ray diffraction and the morphology of the fibers was analyzed by scanning and transmission microscopy.

Słowa kluczowe

TiO2 nanorurka fotokataliza struktura synteza

TiO2 nanotube photocatalysis structure synthesis

Wydawca

Polskie Towarzystwo Ceramiczne

Czasopismo

Materiały Ceramiczne

Rocznik

2012

Tom

T. 64, nr 2

Strony

209--213

Opis fizyczny

Bibliogr. 43 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Nocuń M.

autor

Kwaśny S.

AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KTSiPA, al. Mickiewicza 30, Kraków 30-059, nocun@agh.edu.pl

Bibliografia

[1] Carp O., Huisman C.L., Reller A.: „Photoinduced reactivity of titanium dioxide”: Progress in Solid State Chem., 32, (2004), 33-177.
[2] Lu C.H., Wu W.H., Kale R.B.: „Microemulsion-mediated hydrothermal synthesis of photocatalytic TiO2 powders”: J. Hazard. Mater., 154, (2008), 649.
[3] Aizawa M., Morikawa Y., Namai Y., Morikawa H., Iwasawa Y.: „Oxygen vacancy promoting catalytic dehydration of formic acid on TiO2(110) by in situ scanning tunneling microscopic observation”: J. Phys. Chem. B., 109, (2005), 18831.
[4] Kolenko Y.V., Churagulov B.R., Kunst M., Mazerolles L., Colbeau-Justin C.: Appl. Cat. B. Environ., 54, (2004), 51.
[5] Awati P.S., Awate S.V., Shah P.P., Ramaswamy V.: Catal. Comm., 4, (2003), 393.
[6] Kim S., Choi W.: „Kinetics and Mechanisms of Photocatalytic Degradation of (CH3)nNH4-n + (0≤n≤4) in TiO2 Suspension: The Role of OH Radicals”: Environ. Sci. Technol., 36, (2002), 2019.
[7] Lu C.H., Wu W.H., Kale R.B.: „Synthesis of photocatalytic TiO2 thin films via the high-pressure crystallization process at low temperatures”: J. Hazard. Mater., 147, (2007), 213.
[8] Venkatachalam N., Palanichamy M., Murugesan V.: J. Mol. Catal. A: Chem., 273 (2007), 177.
[9] Gratzel M.: J. Inorg. Chem., 44, (2005), 6841.
[10] Gratzel M.: J. Photochem. Photobio. A: Chem., 164, (2004), 3.
[11] Adachi M., Murata Y., Okada I., Yoshikawa S.: J. Electrochem. Soc., 150, (2003), 145.
[12] Gratzel M.: „Dye-Sensitized Solar Cells”: J. Photochem. Photobio. C: Photochem. Rev., 4, (2003), 145.
[13] Bach U., Lupo D., Compte P., Moser J.E., Weissortel F., Salbeck J., Spreitzer H., Gratzel M.: Nature, 395, (1998), 583.
[14] Ashkarran A.A., Mohammadizadeh M.R.: Mat. Res. Bull., 43, (2008), 522.
[15] Masuda Y., Kato K.: „Liquid-Phase Patterning and Microstructure of Anatase TiO2 Films on SnO2:F Substrates Using Superhydrophilic Surface”: Chem. Mater. 20, (2008), 1057.
[16] Hennessy D.C., Pierce M., Chang K.C., Takakusagi S., You H., Uosaki K.: Electrochim. Acta, 53, (2008), 6173.
[17] Wang R., Hashimoto K., Fujishima A., Chikumi M., Kojima E., Kitamura A., Shimohigoshi M., Watanabe T.: Nature, 388, (1997), 431.
[18] Shah M.S.A.S., Nag M., Kalagara T., Singh S., Manorama S.V.: „Silver on PEG-PU-TiO2 polymer nanocomposite films: An excellent system for antibacterial applications”: Chem. Mater., 20, (2008), 2455.
[19] Huang Z., Maness P.C., Smolinski S., Blake D.M., Huang Z., Wolfrum E.J., Jacoby W.A.: J. Photochem. Photobio. A: Chem., 130, (2000), 163.
[20] Maness P.C., Smolinski S., Blake D.M., Huang Z., Wolfrum E.J., Jacoby W.A.: „Bactericidal Activity of Photocatalytic TiO2 Reaction: Toward an Understanding of Its Killing Mechanism”: Appl. Environ. Microbio., 65/9, (1999), 4094.
[21] Varghese O.K., Gong D.W., Paulose M., Ong K.G., Dickey E.C., Grimes C.A. Adv. Mater. 15 (2003) 624
[22] Huang S.Y., Kavan L., Gratzel M., Exnar I.: „Rocking Chair Lithium Battery Based on Nanocrystalline TiO2 (Anatase)”: J. Electrochem. Soc., 142, (1995), 142.
[23] Hagfeldt A., Gratzel M.: „Light-Induced Redox Reactions in Nanocrystalline Systems”, Chem. Rev., 95, (1995), 49.
[24] Gratzel M., Nature, 414, (2001), 338.
[25] Adachi M., Murata Y., Yoshikawa S.: „Formation of titania nanotubes with high photo-catalytic activity”:Chem. Letter, 8, (2000), 942.
[26] Adachi M., Okada I., Ngamsinlapasathian S., Murata Y., Yoshikawa S.: „Dye-sensitized solar cell using semiconductor thin film composed of titania nanotubes”, Electrochemistry, 70, (2002), 449.
[27] Zhou Y., Cao L., Zhang F., He B., Li H.: J. Electrochem. Soc., 150, (2003), A1246.
[28] Poulios I., Kositzi M., Kouras A.: J. Photochem. Photobio. A: Chem., 115, (1998), 175.
[29] Uchida S., Chiba R., Tomiha M., Masaki N., Shirai M.: Electrochemistry, 70, (2002), 418.
[30] Gong D., Grimes C.A., Varghese O.K., Hu W., Singh R.S., Chen Z., Dickey E.C.: J. Mater Res., 16, (2001), 3331.
[31] Macak J.M., Tsuchiya H., Schmuki P.: Angew. Chem. Int. Ed., 44, (2005), 2100.
[32] Maiyalagan T., Viswanathan B., Varadaraju U.V.: Bull. Mater. Sci., 29, (2006), 705.
[33] Kasuga T., Hiramatsu M., Hoson A., Sekino T., Niihara K.: „Formation of titanium oxide nanotube”, Langmuir, 14, (1998), 3160.
[34] Lei Q., Zu-Ling D., Sheng-Yi Y., Zhen-Sheng J.: J. Mol. Structure, 749, (2005), 103.
[35] Hoyer P.: Langmuir, 12, (1996), 1411.
[36] Hsin-Hung O., Shang-Lien L.: Separation and Purification Technol., 58, (2007), 179.
[37] Hari S.: Makara Sains, 14, (2010),27.
[38] Lan Y., Gao X., Zhu H., Zheng Z., Yan T., Wu F., Ringer S.P., Song D.: Adv. Functional Mat., 15, (2005), 1310.
[39] Thorne A., Kruth A., Tunstall D., Irvine J.T.S., Zhou W. J.: Phys. Chem. B, 109, (2005), 5439.
[40] Zhu Y., Li H., Kolpytin Y., Hacohen Y.R., Gedanken A.: Chem. Comm., 24, (2001), 2616.
[41] Morgan D.L., Wacławik E.R., Frost R.L.: Advan. Mat. Res., 29-30, (2007), 211.
[42] Sikhwivhilu L.M.: Titania Derived Nanotubes and Nanoparticles: Catalyst Supports in Hydrogenation, Oxidation and Esterification Reactions, Doctor Thesis, Johannesburg, (2007).
[43] Morgan D.L.: Alkaline Hydrothermal Treatment of Titanate Nanostructures, Doctor Thesis, Queensland, (2010)

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-AGH1-0032-0075