Please use this identifier to cite or link to this item:
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorPisith Singjai-
dc.contributor.advisorWiradej Thongsuwan-
dc.contributor.advisorOrawan Wiranwetchayan-
dc.contributor.authorPorntipa Pooseekheawen_US
dc.description.abstractPhotocatalysis is widely studied to solve water scarcity in some countries which an increasingly serious problem. This process is clean and provides great products for environment. The designs of porous morphologies and composite with metal oxide into titanium dioxide (TiO2) films have been an effective way to improve photocatalytic efficiency. Therefore, in this research we studied the photocatalytic performance of porous vanadium pentoxide/titanium dioxide (V2O2/TiO2) nanoheterostructure films prepared by the one-step sparking method. The first part focuses on the concentration of vanadium in films, which annealed at 400 °C, to improve the uniformity of films prepared by the sparking method at room temperature and atmospheric pressure. The atomic ratios of titanium/vanadium (TiV) on films were observed at 4:1, 2:1, 1:1, and 1:2 for TiV-1, TiV-2, TiV-3, and TiV-4 samples, respectively. The as-deposited films had the porosity morphology of small particles for all prepared films, which the average secondary particle sizes increase with enhancing the proportion of vanadium. The existence of V4+ in V2O5/TiO2 nanoheterostructure films had an importance effect on photocatalytic efficiency. The energy band gap of all prepared films was reduced by increasing of vanadium portion and obtained at 3.28. 3.12. 2.84, 2.63. 2.56, and 2.32 eV for TiO2, TiV-1, TiV-2, TiV-3, TiV-4, and V2O5 films, respectively. Furthermore, TiV-3 sample, which Ti/V atomic ratio approximately 1:1, presents the highest degradation rate of methylene blue solution (MB) and large interface heterojunctions. The degradation rate of MB increased by 24% and 30% when compared with pure TiO2 and V2O5 films, respectively. Thus, this work provides the method, which can produce V2O5/TiO2 nanoheterostructure films in one step and can potentially apply to photocatalytic applications. In the second part, the V2O5 TiO2 nanoheterostructure films were fabricated on quartz substrates by a sparking method using a strong external magnetic field (0.5 T) with a different arrangement of magnetic flux. The effect of magnetic flux direction on V2O5/TiO2 films was investigated by placing the substrates on south, north, parallel, and 45 degrees of the magnetic poles, which were labeled as TVS, TVN, TVP, and TVH respectively. The samples, which pre- and post-annealed at 400 *C for one hour at atmospheric pressure without applying magnetic field during sparking were labeled as TV and TVA, respectively. The SEM images display that placing the substrates in different directions of the magnetic field clearly affects the morphology of composite films. TVP and TVH samples, which are positioned more strongly influenced by the magnetic force, show arrangement of particles along magnetic field lines, while TVN and TVS are evenly distributed. The TiO2 (anatase/ rutile) phase and V2O5-VO2 modification phase were fabricated that confirmed by Raman spectroscopy, and XPS results without the annealing process. we assumed that the phase transformation from amorphous to crystalline film is the result of the applied magnetic field during the parking process. The energy band gap (Eg) of TV, TVH, TVP, TVN, TVS, and TVA were obtained to 2.90, 2.45, 2.68, 2.70, 2.78, and 2.60 eV, respectively, which was modified by the strong magnetics field. The TVH sample show the highest photocatalytic performance up to 41%, which was a 30 % and 270% compared to the without magnetic fields TVA and TV samples, respectively after 1- hour visible light irradiation. This works offers an interesting approach to developing film synthesis without annealing process.en_US
dc.publisherChiang Mai : Graduate School, Chiang Mai Universityen_US
dc.subjectnanoheterostructure filmsen_US
dc.titlePhotocatalytic properties of V2O5/TiO2 Nanoheterostructure films prepared by sparking methoden_US
thailis.controlvocab.lcshVanadium pentoxide-
thailis.controlvocab.lcshTitanium dioxide-
thesis.description.thaiAbstractสมบัติปฏิกิริยาเร่งชิงแสงถูกศึกษาอย่างกว้างขวางเพื่อแก้ไขปัญหาการขาลแคลนน้ำในบางประเทศซึ่ง ทวีความรุนแรงขึ้นทุกวัน กระบวนการนี้เป็นกระบวนการสะอาคที่ให้ผลิตภัณฑ์ที่ดีต่อสิ่งแวดล้อม การออกแบบสัณฐานวิทยาแบบรูพรุนและการผสมโลหะออกไซด์ในฟิล์มไททาเนียมใดออกไซด์เป็น วิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพของปฏิกิริยาเร่งเชิงแสง ดังนั้นในงานวิจัยนี้เราจึงได้ ศึกษาประสิทธิภาพปฏิกิริยาเร่งชิงแสงของฟิล์มโครงสร้างนาโนเฮเทอโรวานาเดียมเพนออกไซด์/ไททา เนียมไดออกไซด์แบบรู้พรุนที่เตรียมโดยวิธีการสปาร์กในขั้นตอนเดียว ส่วนแรกมุ่งไปที่ปริมาณของวานาเดียมในฟิล์มซึ่งถูกอบที่อุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียสเพื่อปรับปรุง ความสม่ำเสมอของฟิล์มที่เตรียม โดยวิธีการสปาร์กภายใต้อุณหภูมิห้องและบรรยากาศปกติ อัตราส่วน อะตอมของไททาเนียมและวานาเดียมถูกตรวจพบที่ 4:1 2:1 1:1 and 1:2 สำหรับชิ้นงาน TiV-1 TiV-2 TiV-3 และ TiV-4 ตามลำดับ การตกสะสมฟิล์มมีสัณฐานวิทยาแบบรูพรุนของอนุภาคขนาคเล็กในทุก ชิ้นงานซึ่งคำเฉลี่ยขนาคอนุภาคทุติยภูมิจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีการเพิ่มสัดส่วนของวานาเดียม การมีอยู่ของวา นาเดียมไอออน (V4+) ในฟิล์มโครงสร้างนาโนเฮเทอโรวานาเดียมเพนออกไซด์/ไททาเนียมได ออกไซด์มีผลกระทบที่สำคัญต่อประสิทธิภาพปฏิกิริยาเร่งเชิงแสง แถบช่องว่างพลังงานของฟิล์มที่ เตรียมไว้ทั้งหมดถูกทำให้ลดลงเมื่อเพิ่มปริมาณของวานาเดียมและมีค่าเป็น 3.28 3.12 2.84 2.63 2.56 และ 2.32 อิเล็กตรอนโวลด์ สำหรับชื้นงาน TiO2 TiV-1 TiV-2 TiV-3 TiV4 และ V2O5 ตามลำดับ ชิ้นงาน TiV-3 ซึ่งมีอัตราส่วนอะตอมของไททาเนียมและวานาเดียมประมาณ 1:1 มีอัตราการย่อยสลาย สารละลายเมทิลีนบลูสูงที่สุดและ มีเฮทเทอโรจังก์ชันอินเทอร์เฟซจำนวนมาก อัตราการย่อยสลาย สารละลายเมทิลีนบลูเพิ่มขึ้นถึง 24 และ 30 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับฟิลัมบริสุทธิ์ของไททาเนียมได ออกไซด์และวานาเดียมเพนออกไซด์ตามลำดับ ดังนั้นงานนี้จึงให้วิธีการในการสร้างฟิล์มโครงสร้าง นาโนเฮเทอโรวานาเดียมเพนออกไซด์/ไททาเนียมไดออกไซด์แบบรูพรุนในขั้นตอนเดียวและสามารถ ประยุกต์ใช้กับปฏิกิริยาเร่งเชิงแสง ในส่วนที่สองฟิล์มโครงสร้างนาโนเฮเทอโรวานาเดียมเพนออกไซด์/ไททาเนียมไดออกไซด์แบบรู พรุนถูกสังเคราะห์บนพื้นผิวควอดซ์ด้วยวิธีการสปาร์กโดยสนามแม่เหล็กภายนอกขนาด 0.5 เทสลา ถูกประยุกต์เข้ากับเครื่องระหว่างการสปาร์กในทิศทางที่แดกต่าง ผลกระทบของสนามแม่เหล็กต่อ ฟิล์มวานาเดียมเพนออกไซด์ ไททาเนียมไดออกไซด์ถูกศึกษาโดยการวางชิ้นงานที่ขั้วใต้ ขั้วเหนือ ขนาน และ ทำมุม 45 องศากับแนวของสนามแม่เหล็กซึ่งจะเรียกขึ้นงานเหล่านี้ว่า TVS TVN TVP และ TVH ตามลำดับ ชิ้นงานที่ไม่ถูกอบและถูกอบที่อุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียสซึ่งไม่มีการใส่นาม แม่เหล็กระหว่างการสปาร์กคือ TV และ TVA ตามลำดับ ภาพถ่ายจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราค เผยให้เห็นอย่างชัดเจนถึงลักษณะสัณฐานวิทยาแบบรูพรุนของฟิล์มที่เตรียมชิ้นงาน TVP และ TVH ซึ่งอยู่ในตำแหน่งที่ได้รับอิทธิพลจากแรงเนื่องจากสนามแม่เหล็กเป็นอย่างมากแสดงการจัดเรียง อนุภาคตามแนวเส้นสนามแม่เหล็ก ในขณะที่ชิ้นงาน TVN และ TVS มีการกระจายตัวที่ดีกว่า เฟสไท ทาเนียมไดออกไซด์แบบผสมอนาเทสและรูไทล์และเฟสผสมวานาเดียมเพนออกไซด์และวานาเดียม ไดออกไซด์ถูกยืนยันผลโดยเทคนิครามานสเปกโทรสโคปีและเครื่องสเปกโทรสโคปีของอนุภาค อิเล็กตรอนที่ถูกปลดปล่อยด้วยรังสีเอกซ์โดยไม่ต้องมีการอบ เราคาคว่ำการเปลี่ยนเฟสจากอสัณฐาน ไปเป็นฟิล์มผลึกเป็นผลมาจากการประยุกต์สนามแม่เหล็กเข้าไปในระหว่างการสปาร์ก แถบช่องว่าง พลังงานของชิ้นงาน TV TVH TVP TVN TVS และ TVA คือ 2.90 2.45 2.68 2.70 2.78 และ 2.60 อิเล็กตรอนโวลด์ตามลำดับซึ่งพบว่าได้รับผลกระทบจากสนามเมเหล็กที่ใส่เข้าไป ขึ้นงาน TVH มี ประสิทธิภาพเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงสูงที่สุดถึง 41 เปอร์เซ็นต์ และสูงกว่าถึง 30 และ 270 เปอร์เซ็นต์เมื่อ เทียบกับชิ่นงาน TVA และ TV ตามลำดับ หลังผ่านการฉายแสงในช่วงที่ตามองเห็นไป 1 ชั่วโมง งานวิจัยนี้ได้เสนอแนวทางที่น่าสนใจในการพัฒนาการสังเคราะห์ฟิล์มโดยไม่ต้องใช้กระบวนการอบen_US
Appears in Collections:SCIENCE: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
590551036 พรธิภา ภูสีเขียว.pdf19.48 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy

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