۴-۳-۵ بررسی تاثیر دمای کلسیناسیون بر فازهای کریستالی
افزایش دمای کلسیناسیون اغلب با دو پدیده همراه است، رشد اندازه ذرات و نیز تغییر فاز از آناتاز به روتایل [۱۳۳]، در دمای بالا (زمان طولانی) شعاع ذرات درشت زیادتر و از تعداد ذرات ریز کاسته می شود. کاهش سطح ویژه نیروی محرکه این تغییر است. این رفتار عمدتاً با مدل رشد LSW[65] (استوالد[۶۶]) برای رشد توجیه می شود [۱۳۴]. این مدل بیانگر تمایل ذرات کوچکتر برای رسیدن به حالت ترمودینامیکی پایدار میباشد. شکل ۴-۷ نتایج حاصل از XRDنمونه TSC6 در دماهای مختلف C˚۴۷۵-۵۷۵-۶۷۵-۷۷۵-۸۷۵-۹۷۵ درجه سانتی گراد، که به مدت ۱ ساعت کلسینه شده اند را نشان میدهد. مشخصات کلی نانوذرات در جدول ۴-۶ گردآوری شده است. همچنانکه از داده های پراش اشعه ایکس (شکل۴-۷) و محاسبات شرر برمیآید با افزایش دمای کلسیناسیون اندازه بلورکها و نیز نوع و نسبت فازهای شکل گرفته، تغییر می کند. همانطور که مشاهده
( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
می شود شدت پیکها افزایش یافته و پهنای پیکها باریکتر شده است. افزایش شدت و نیز باریک شدن
پیکهای XRDدر دمای بالا نشان دهنده کریستالیزه شدن ذرات تیتانیا و رشد اندازه ذرات میباشد. بنابراین ساختار تیتانیا نظم بیشتری یافته است. طبق نتایج بهدست آمده اندازه کریستالیته نانو ذرات تیتانیا بهشدت وابسته به دما و حضور دوپنت میباشد، به طوریکه با افزایش دما اندازه کریستالیته افزایش پیدا می کند. با افزایش دما از شدت پیکهای مربوط به فاز آناتاز کاسته شده و در مقابل پیکهای مربوط به فاز روتایل شدت پیدا کرده اند. در دمای C˚۷۷۵ نمونهها فقط شامل فاز روتایل میباشد. در واقع افزایش دما استحاله فازی آناتاز به روتایل را تسریع کرده است. از آنجایی که نتایج حاصل از محاسبات پارامترهای شبکه با اندازه پارامتر شبکه برای دو فاز آناتاز و روتایل همخوانی دارد، میتوان تغییرات شدید در راستای محور c را به این تبدیلات فازی نسبت داد. در دمای C˚۹۷۵ پیک تفرقی مربوط به SnO2 (JCPDS 41-1445) مشاهده شد. باتوجه به مقادیر گزارش شده در جدول ۴-۵، با افزایش دمای کلسیناسیون حجم سلول واحد به صورت چشمگیری کاهش یافته است. همچنین مشاهده می شود با اضافه شدن دوپنت در ساختار تیتانیا ابتدا مساحت سطح افزایش یافته ولی رشد اندازه ذرات با افزایش دمای کلسیناسیون منجر به کاهش شدید مساحت سطح از m2/g 732/122 به m2/g 273/24 شده است. با افزایش دما آگلومره شدن ذرات رخ میدهد. طی این پدیده تحرک اتمی بیشتر می شود و باعث درهم رفتن کریستالها میگردد و در نتیجه مساحت سطح کاهش مییابد [۱۳۵]. این پدیده به صورت دیگری نیز قابل توجیه است با افزایش دما فاز آناتاز کمتر و فاز روتایل بیشتر می شود چون مساحت سطح فاز روتایل کمتر از آناتاز است، بالا رفتن دما منجر به کاهش مساحت سطح میگردد [۱۳۵،۱۳۴].
شکل ۴-۷ : الگوی پراش اشعه ایکس تیتانیای دوپ شده با قلع و سریم (TSC6) – کلسینه شده در دماهای مختلف به مدت h1.
جدول ۴-۵: مشخصات نمونههای تیتانیای دوپ شده با قلع و سریم (TSC6) – کلسینه شده در دماهای مختلف به مدت h1.
S (m2/g)
Vu.c (Å)۳
c (Å)
a=b (Å)
dR(nm)
dA(nm)
%R
%A
کد نمونه
۴۸۸/۷۱
۷۱۷/۱۵۵
۶۶۰/۱۰
۸۲۲/۳
—
۸/۲۱
—
۱۰۰
T
۷۳۲/۱۲۲
۶۵۶/۱۳۷
۵۲۸/۹
۸۰۱/۳
۸۷/۱۴
۵۹/۱۰
۳۸
۶۲
TSC6-1h-475
۸۲۸/۶۲
۳۵۸/۷۰
۰۵۹/۳
۴۲۷/۴
۳۸/۲۴
