PHOTOCATALYTIC PERFORMANCE OF TiO2 COATED CERAMIC TILES

Abstract

In this work, commercially available titanium dioxide (TiO2, 25nm) and Si-modified TiO2 nanoparticles have been deposited on ceramic tiles by spray coating method to product photocatalytic active surface. Phase analyses of the powders and microstructure of the photocatalytic surfaces were characterized with X-ray diffraction method (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) respectively. In order to evaluate the photocatalytic activity of the uncoated, unmodified TiO2 coated and Si-modified TiO2 coated tiles, methylene blue was used as organic pollutants for the photocatalytic experiments. Thus, methylene blue aqueous solutions were prepared in 5mg/L, 15mg/L and 30mg/L concentrations by dissolving the dye in distilled water. All polluted tiles were placed under direct sunlight irradiation for 120min. Color values of the tiles were recorded by CIE (L,a,b) colorimetric standard system for before photodeposition, after pollution and after photodeposition. The results revealed that, Si-modified TiO2 coated tiles have shown better photocatalytic activities than uncoated and unmodified TiO2 coated tiles. It showed that, nearly 100% cleanability degree were observed for Si-modified TiO2 coated tiles in 80, 100 and120min for 5-15 and 30mg/Lmethylene blue concentrations respectively. On the other hand no completely cleaning was detected for uncoated and unmodified TiO2 coated tiles for all methylene blue concentrations. 

Keywords

• Titanium dioxide
• Photocatalytic
• Ceramic tile
• Methylene blue

TiO2 KAPLI SERAMİK KAROLARIN FOTOKATALİTİK PERFORMANSI

Abstract

Bu çalışmada ticari ve Si ile modifiye edilmiş TiO2 nanopartükülleri sprey kaplama yöntemi kullanılarak seramik karolar üzerine fotokatalitik yüzey elde etmek amacıyla kaplanmıştır. Tozların faz analizleri ve fotokatalitik yüzeylerin mikroyapıları sırasıyla X-ışınları kırınım metodu (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak karakaterize edilmiştir. Kaplanmamış, modifiye edilmemiş TiO2 ile kaplanmış ve Si katkılı TiO2 ile kaplamış karoların fotokatalitik aktivitesinin incelenmesi amacıyla fotokatalitik deneylerde organik bir kirletici olan metilen mavisi kullanılmıştır. Bu amaçla konsantrasyonu 5mg/L, 15mg/L ve 30mg/L olacak şekilde metilen mavisi saf su içesinde çözündürülerek metilen mavisi içeren solüsyonlar hazırlanmıştır. Tüm kirletilmiş karolar direk gün ışığı altında 120 dakika ışımaya bırakılmıştır. Karoların renk değerleri ışıma öncesi, kirletme sonrası ve ışıma sonrasında kolorimetrik standart sisteme CIE (L,a,b) göre incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar Si ile modifiye edilmiş TiO2 kaplı karoların kaplanmamış ve modifiye edilmemiş TiO2 kaplı karolara göre daha yüksek fotokatalik aktiviteye sahip olduğunu göstermiştir. Si ile modifiye edilmiş tozla kaplı karoların 5mg/L, 15mg/L ve 30mg/L metilen mavisi konsantrayonlarında sırasıyla 80-100 ve 120 dakika bekleme süreleri için neredeyse 100% temizleme derecesine sahip olduğu gözlenmiştir. Diğer taraftan kaplanmamış ve modifiye edilmemiş TiO2 ile kaplı karoların her bir metilen mavisi konsantrasyonlarında tamamen temizleme sağlamadığı belirlenmiştir. 

Keywords

• Titanyum dioksit
• Fotokatalitik
• Seramik karo
• Metilen mavisi

References

1. Chen, C.H., Kelder, E.M. and Schoonman, J. (1999). Electrostatic sol-spray deposition (ESSD) nanostructured TiO2 thin films, Thin Solid Films 342, 35-41. of
2. Kim, T.K., Lee, M.N., Lee, S.H., Park, Y.C., Jung, C.K. and Boo, J.H. (2005). Developmentofsurfacecoatingtechnology of TiO2 powder and improvement of photocatalytic modification, Thin Solid Films 475, 171– 177. by surface
3. Lin, L., Lin, W., Xie, J.L., Zhu, Y.X., Zhao, B.Y. and Xie, Y.C. (2007). Photocatalytic properties of phosphor-doped titania nanoparticles, Applied Catalysis B: Environmental 75, 52–58.
4. Rego,E.,Marto,J.,Sa˜oMarcos,P.andLabrincha, J.A. (2009). Decolouration of Orange II solutions by TiO2 and ZnO active layers screen-printed on ceramic tiles under sunlight irradiation. Applied Catalysis A: General 355, 109–114.
5. Su, Y., Han, S., Zhang, X., Chen, X. and Lei, L. (2008), Preparation and visible-light- driven photoelectrocatalytic properties of boron-doped TiO2 nanotubes, Materials Chemistry and Physics 110, 239–246.
6. Xu, G., Zheng, Z., Wu, Y. and Feng, N. (2009). Effect of silica on the microstructure and photocatalyticproperties Ceramics International 35(1), 1-5. of titania,
7. Yang, S. and Gao, L. (2005). Preparation of Titanium Dioxide Nanocrystallite with High Photocatalytic Activities, Journal of the American Ceramic Society 88(4), 968–970.
8. Zan, L., Peng, Z. XIA, Y. and Huang, L. (2004). Novel route to prepare TiO2-coated ceramic and its photocatalytic function, Journal of Materials Science 39, 761– 763.