Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/69162
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorAssoc. Prof. Dr. Sukon Phanichphant-
dc.contributor.advisorAsst. Prof. Dr. Saengrawee Sriwichai-
dc.contributor.advisorAsst. Prof. Dr. Natda Wetchakun-
dc.contributor.authorHathaithip Ninsontien_US
dc.date.accessioned2020-07-30T01:23:38Z-
dc.date.available2020-07-30T01:23:38Z-
dc.date.issued2014-11-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/69162-
dc.description.abstractTiO2, Au-loaded TiO2 and Ag-loaded TiO2 nanoparticles were synthesized by the modified sol-gel method together with the impregnation method using titanium tetraisopropoxide (TTIP), ethanol (EtOH), ammonia (NH3) and deionized water as the starting materials. The cellophane membrane was used to control the rate of hydrolysis during sol-gel process. The slow reaction of hydrolysis could produce the small size of TiO2 nanoparticles. HAuCl4 and AgNO3 were used as the precursor for the preparation of Au-loaded TiO2 and Ag-loaded TiO2 nanoparticles, respectively. The amount of Au-loaded and Ag-loaded were in the range of 0.10–3.00 mol%. The crystal structure and crystallinity of TiO2, Au-loaded TiO2 and Ag-loaded TiO2 nanoparticles were examined by an X-ray diffractometry (XRD). Morphologies and particle sizes were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and high resolution transmission electron microscopy (HR-TEM). The chemical compositions were examined by energy dispersive X-ray spectrophotometry (EDXS). Specific surface area (SSABET) of the samples was investigated by the Brunauer-Emmett-Teller (BET). The results showed that the TiO2, Au-loaded TiO2 and Ag-loaded TiO2 nanoparticles have spherical shape. Anatase phase of TiO2 was obtained in all samples with an average particle size of 20 nm. The specific surface area was found to be in the range of 60–120 m2/g. The photocatalytic activities of TiO2, Au-loaded TiO2 and Ag-loaded TiO2 nanoparticles were evaluated by studying mineralization of formic acid and oxalic acid under UV-light and visible light illumination by using the setup of spiral photoreactor at Nanoscience Research Laboratory, Faculty of Science, Chiang Mai University. The results showed that Au-loading and Ag-loading could successfully improve the photocatalytic activities of TiO2. Moreover, it was found that Au-loaded TiO2 exhibited a higher mineralization activity than Ag-loaded TiO2 under UV and visible light illumination. For the enhancement of the dye-sensitized solar cells (DSSCs), ITO/TiO2/N-719/electrolyte/Pt, ITO/Au-loaded TiO2/N-719/electrolyte/Pt and ITO/Ag-loaded TiO2/N-719/electrolyte/Pt were fabricated. TiO2 films, Au-loaded TiO2 films and Ag-loaded TiO2 films were deposited on ITO by using squeegee method using EtOH as a solvent and the films were sinterd at 450oC for 30 min before preparation of the cells. Finally, the fabricated cells were studied upon an irradiation of solar light to study the performance and compare the enhancement with the cell fabricated with unloaded TiO2. The fabricated cell with Au-loaded TiO2 and Ag-loaded TiO2 could enhance the conversion efficiency when compared to the fabricated cell with unloaded TiO2. It was found that the performance of the fabricated cells could be enhanced by localized surface plasmon effect and scattering property.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherเชียงใหม่ : บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยเชียงใหม่en_US
dc.titleTITANIUM DIOXIDE NANOPARTICLES AND METAL-LOADED TITANIUM DIOXIDE NANOPARTICLES SYNTHESIZED BY THE MODIFIED SOL-GEL METHOD AND THEIR APPLICATIONSen_US
dc.title.alternativeอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์และอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เจือด้วยโลหะที่สังเคราะห์โดยวิธีโซล-เจล แบบดัดแปร และการประยุกต์en_US
dc.typeThesis
thesis.degreedoctoralen_US
thesis.description.thaiAbstractทำการสังเคราะห์อนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ อนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เจือด้วยทองคำ และอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เจือด้วยเงิน ด้วยวิธีโซล-เจลที่ดัดแปรร่วมกับวิธีอิมเพรคเนชัน โดยใช้สารตั้งต้นได้แก่ไทเทเนียมไอโซโพรพอกไซด์ เอทานอล แอมโมเนีย และน้ำปราศจากไอออน ในระหว่างกระบวนการโซล-เจลได้ใช้เยื่อเซลโลเฟนเพื่อควบคุมอัตราการไฮโดรไลซิส ซึ่งการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสที่ช้า จะส่งผลให้ได้อนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่มีขนาดเล็ก ในการเตรียมอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เจือด้วยทองคำ และอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เจือด้วยเงิน ใช้โกลด์คลอไรด์ และ ซิลเวอร์ไนเตรต เป็นสารตั้งต้นตามลำดับ โดยมีปริมาณของทองคำและเงินที่เจืออยู่ในช่วงร้อยละ 0.10–3.00 โดยโมล จากนั้นทำการศึกษาเฟสและลักษณะโครงสร้างอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ อนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เจือด้วยทองคำ และอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เจือด้วยเงินด้วยเทคนิคเอ็กซเรย์ดิฟแฟรกโตเมตรี ได้ทำการศึกษาลักษณะทางสัณฐานวิทยาและขนาดอนุภาคด้วยเทคนิคจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและเทคนิคจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านความละเอียดสูง และได้นำหลักการของ บรูเนอร์ เอมเม็ท และ เทลเลอร์ เพื่อใช้ในการหาพื้นที่ผิวจำเพาะของสารตัวอย่าง จากผลการทดลองพบว่าอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ อนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เจือด้วยทองคำ และอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เจือด้วยเงินมีรูปร่างเป็นทรงกลม โครงสร้างผลึกของสารตัวอย่างทั้งหมดเป็นแบบอะนาเทส ซึ่งมีขนาดของอนุภาคเฉลี่ย 20 นาโนเมตร โดยมีค่าพื้นที่ผิวจำเพาะอยู่ในช่วง 60–120 ตารางเมตรต่อกรัม ได้ตรวจสอบคุณสมบัติการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงของอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ อนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เจือด้วยทองคำ และอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เจือด้วยเงิน จากการย่อยสลาย กรดฟอร์มิก และกรดออกซาลิก ภายใต้แสงยูวี และแสงวิสิเบิล โดยใช้เครื่องสไปรอล รีแอคเตอร์ที่สร้างขึ้น ณ ห้องปฏิบัติการวิจัยนาโน คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ จากผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า การเจือไทเทเนียมไดออกไซด์ด้วยทองและเงิน สามารถปรับปรุงคุณสมบัติในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาย่อยสลายด้วยแสงของผงนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ นอกจากนี้ยังพบว่าอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เจือด้วยทองคำมีประสิทธิภาพในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาย่อยสลายด้วยแสงมากกว่าอนุภาคนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เจือด้วยเงิน ภายใต้แสงยูวี และแสงวิสิเบิล สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง ได้ทำการสร้างเซลล์ ITO/TiO2/N-719/electrolyte/Pt, ITO/Au-loaded TiO2/N-719/electrolyte/Pt และ ITO/Ag-loaded TiO2/N-719/electrolyte/Pt โดยเคลือบฟิล์มไทเทเนียมไดออกไซด์ ฟิล์มไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เจือด้วยทองคำ และฟิล์มไทเทเนียมไดออกไซด์ที่เจือด้วยเงินลงบน ITO ด้วยวิธีการสกีจ โดยใช้เอทานอลเป็นตัวทำละลาย จากนั้นนำฟิล์มไปเผาที่อุณหภูมิ 450 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 30 นาที ก่อนที่จะเตรียมเซลล์ สุดท้ายนำเซลล์ที่สร้างขึ้นไปศึกษาประสิทธิภาพชองเซลล์ภายใต้แสงอาทิตย์ เปรียบเทียบการเพิ่มประสิทธิภาพกับเซลล์ที่สร้างขึ้นจากไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ไม่ได้เจือโลหะ พบว่า ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นของเซลล์ที่สร้างขึ้นเนื่องมาจากปรากฏการณ์โลคอลไลซ์ เซอเฟสพลาสมอน และสมบัติการกระจายแสงen_US
Appears in Collections:SCIENCE: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Full.pdf7.05 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.