بررسی خواص حفاظت فوتوکاتدی پوشش TiO2/WO3 تهیه شده به روش سل- ژل

دوستی, علیرضا; شایق بروجنی, بهروز; ابراهیمی کهریزسنگی, رضا

doi:10.30501/jamt.2635.70272

بررسی خواص حفاظت فوتوکاتدی پوشش TiO2/WO3 تهیه شده به روش سل- ژل

نویسندگان

علیرضا دوستی ¹

بهروز شایق بروجنی ²

رضا ابراهیمی کهریزسنگی ³

¹ کارشناس ارشد، دانشکده مواد ، گرایش خوردگی و حفاظت فلزات دا ، نشگاه آزاد اسلامی ، واحد نجف اباد، اصفهان، ایران

² استادیار، عضو هیت علمی دانشکده مهندسی مواد دانشگاه شهرکرد

³ دانشیار، عضو هیت علمی دانشکده مهندسی مواد دانشگاه ازاد اسلامی واحد نجف اباد

10.30501/jamt.2635.70272

چکیده

تیتانیا (اکسید تیتانیوم) یکی از ترکیباتی است که تحت تاثیر طیف ماوراء بنفش نور طبیعی فوتواکتیو می‌شود. دیده شده که افزایش اکسید تنگستن این خاصیت را در برابر نورهای مصنوعی بهبود می‌بخشد. دراین پژوهش، سل تیتانیوم با استفاده از پیش‌ماده آلکوکسیدی تهیه و سدیم‌تنگستات‌دی‌هیدراته به عنوان پیش‌ماده اکسید‌تنگستن در درصد‌های مختلف به آن اضافه گردید. سل آماده شده به روش غوطه‌وری روی زیرلایه فولاد L316 پوشش داده شد. بررسی ساختار بلوری و مورفولوژی سطح پوشش‌ها به ترتیب توسط آنالیزهای XRD و FE-SEM انجام گرفت. از آنالیز (FTIR) جهت بررسی پیوند‌های موجود در ساختار پوشش استفاده شد. جهت بررسی خواص حفاظت کنندگی فوتوکاتدی پوشش‌ها از آزمایش‌های پتانسیو‌متری و پلاریزاسیون تافل استفاده گردید. بررسی الگوهای XRD نشان داد که ورود اکسید‌تنگستن به ساختار تیتانیا اندازه بلورک‌های آن را کاهش داده است. از سوی دیگر تصاویرFE-SEM دلالت برآن دارد که افزودن اکسید‌نگستن باعث یکنواختی بیشتر ساختار نانو‌ذرات اکسیدتیتانیوم شده است. بررسی طیف‌سنجی مادون قرمز وجود پیوند بین Ti-O و W-O را تایید نمود. نتایج حاصل از آزمایش‌های پتانسیومتری نشان داد که افزودن اکسید‌تنگستن در درصد‌های مختلف وزنی باعث بهبود خواص فوتو‌کاتدی پوشش اکسید‌تیتانیوم شده است.

کلیدواژه‌ها

حفاظت فوتوکاتدی

سل‌ژل

تیتانیم‌دی‌اکسید

اکسیدتنگستن

عنوان مقاله English

Investigation of Photocathodic Porotection Properties of TiO2/WO3 Coatings Prepared by Sol-Gel

نویسندگان English

Alireza Doosti ¹

Behrooz Shayegh Boroujeny ²

Reza Ebrahimi Kahrizsangi ³

¹ MSc Student of Islamic Azad University, Najaf Abad Branch, Department of Materials Engineering

² Assistant Professor of Shahre Kord University, Department of Materials Engineering

³ Associate Professor of Islamic Azad University, Najaf Abad Branch, Department of Materials Engineering

چکیده English

Titania (titanium oxide) is one the compositions that is photo-activated under UV radiation. It is shown the adding of tungsten oxide improves this property at the artificial light. In this research, the titanium sol was made by alkoxide precursor. Sodium tungstate di-hydrate was used as tungsten oxide precursor. Sodium tungstate di-hydrate was added to titanium sol in different percentage. Dip-coating method was used by means of preparation of coatings on 316L stainless steel substrate. Crystal structure and morphology of the coatings was investigated by XRD and FE-SEM, respectively. Bound characterization of coatings was carried out by FTIR. Potentiometery method and tafel polarization tests were used to characterization of photocathodic protection properties of coatings. The XRD results showed that the entrance of tungsten oxide into titania structure decreases its crystallites size. In the other hand, the FE-SEM results indicated that the tungsten oxide addition improves the coatings morphology. The bond between the Ti-O and W-O have confirmed by FTIR investigations. In addition, it was observed that the increase of weight percentage of tungsten oxide improves the photocathodic protection properties of coatings.

کلیدواژه‌ها English

titanium oxide

Tungsten oxide

Sol-Gel

Nano composite coating

Inoue, T. Matsuyama, B. Liu, T. Sakata, H. Mori, H. Yoneyama,"Photocatalyt Activities for Carbon Dioxide Reduction of TiO₂ Microcrystals Prepared in SiO₂ Matrice Using a Sol–Gel Method", Chem. Lett, vol. 45, pp. 653-669, 1994.
Tatsuma, S. Takeda, S. Saitoh, Y. Ohko, A. Fyjishima, "Bactericidal effect storage TiO₂-WO₃ photocatalyst in dark", Journal of Electrochemistry Communications, vol. 5, pp. 793-796, 2003.
Szalkowska, J. Gluszek, J. Masalski, W. Tylus, "Structure and Protective properties of TiO₂ coatings obtained using the sol-gel technique", Journal of Material Science Letters, vol. 20, pp. 495-497, 2001.
H. Kim, J.H. Ahn, J.H. Jeong, Y.S. Jeong, K.O. Jeon, K.S. Hwang, " preparation of TiO₂ thin film on SiO₂ glass by aspicoating pyrolysis process", Journal of Ceramic International, vol. 32, pp. 223-225, 2006.
Szalkowska, J. Gluszek, J. Masalski, W. Tylus, "Structure and Protective properties of TiO₂ coatings obtained using the sol-gel technique", Journal Materials Science Letters, Vol. 20, No. 6, pp. 495-497, 2001.
Subasri, T. Shinohara, "Investigations on SnO₂-TiO₂ composite photoelectrodes", Journal of Electrochemistry Communications, vol. 5, pp. 897-902, 2003.
Li, Q. Wang, T. Chen, "Study of cerium-doped nano-TiO₂ coatings for corrosion protection of 316 L stainless steel", Nanoscale Research Letters, vol. 7, pp. 1-9, 2012.
Eshaghi, M. Pakshira, R. Mozaffarinia, "Preparation and photo-induced superhydrophilicity of composite TiO₂–SiO₂–In₂O₃ thin film", Applied Surface Science, vol. 256, pp. 7062–7066, 2010.
J. Zhou, Z. Zeng, L. Zhong, "Photogenerated cathode protection properties of nano-sized TiO₂/WO₃ coating", Corrosion Science, vol. 51, pp. 1386–1391, 2009.
S, Masoomeh, N. Abdoljavad, N. Hassan, "Preparation and Characterization of WO₃ Electrochromic Films Obtained by the Sol-Gel Process", Journal of chemistry, Vol. 25, No.2, 2006.
Shojaei, M. H. Loghmani, "Effect of Microwave Irradiation on Morphology and Size of Anatase Nano Powder: Efficient Photodegradation of 4-Nitrophenol by W-doped Titania", Bull. Korean Chem. Soc, Vol. 33, No. 12, 2012.
Doeuff, M. Henry, C. Sanchez, ''The Gel Route to TiO₂photoanodes'', Mat. Res. Soc. Symp. Proc, Vol. 73, pp. 653-658, 1986.