Karbon nanotüp katkılanmış TiO2’in elektriksel ve optik özellikleri

Öz

Bu çalışmada, kimyasal buhar çöktürme metodu (CVD) ile sentezlenen karbon nanotüpler (KNT) titanyum dioksit (TiO₂) matrisi içerisine ağırlıkça %0.1, 0.2, 1 ve 2 oranlarında takviye edilmişlerdir. Elde edilen numunelerin yapısal karakterizasyonu Taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak yapılmıştır. Numunelerin sıcaklığa bağlı elektriksel iletkenlikleri ölçülmüştür. UV-VIS spektrometresi kullanılarak optik özellikleri tespit edilmiştir. Kompozitteki karbon nanotüp miktarının artışı gerek oda sıcaklığında gerekse artan sıcaklıklarda elektriksel iletkenliğin artmasına neden olmuştur. Ayrıca, KNT’ler TiO₂’in UV ışınlarını absorbe etme özelliğini arttırmış, yasak enerji aralığının (Eg) azalmasına sebep olmuştur.

Anahtar Kelimeler

• Titanyum dioksit,Karbon nanotüp,Optik özellikler

The electrical and optical properties of TiO2 reinforced by carbon nanotubes

Abstract

In this study, Carbon Nanotubes (CNT) synthesized with Chemical Vapour Deposition (CVD) were reinforced with 0.1, 0.2, 1 and 2% weight in Titanium dioxide (TiO₂). Structural characterization of samples was analyzed by Scanning Electron Microscope (SEM). Electrical conductivities of samples, based on temperature, were surveyed. Optical properties were determined using UV-VIS spectrometer. Increase in CNT rate in composites caused electrical conductivity both room and rising temperature. Furthermore, CNT caused the increases in ability of TiO₂'s to absorb UV beam, and the reduces on forbidden energy gap (Eg).

Keywords

• Titanium dioxide,Carbon nanotube,Optical properties

Kaynakça

1. Bougheloum C, Messalhi A.“Photocatalytic degradation of benzene derivatives on TiO2 catalyst”. Physics Procedia, 2(3), 1055-1058, 2009.
2. Yan N, Zhu Z, Zhang J, Zhao Z, Liu Q. “Preparation and properties of Ce-doped TiO2 photocatalyst”. Materials Research Bulletin, 47(8), 1869-1873, 2012.
3. Kopidakis N, Schiff EA, Park NG ,Lagemaat J, Frank AJ, “Comparison of dye-sensitized rutile-and anatase-based TiO2 solar cells”. The Journal of Physical Chemistry B, 104(38), 8989-8994, 2000.
4. Hurum DC, Gray KA, Rajh T, Thurnauer MC. “Recombination pathways in the Degussa P25 formulation of TiO2: Surface versus lattice mechanisms”. The Journal of Physical Chemistry B, 109(2), 977-980, 2005.
5. Li G, Gray KA. “The solid-solid interface: explaining the high and unique photocatalytic reactivity of TiO2-based nanocomposite materials”. Chemical Physics, 339(1), 173-187, 2007.
6. Woan K, Pyrgiotakis G,Sigmund W.“Photocatalytic Carbon-Nanotube–TiO2 Composites”. Advanced Materials, 21, 2233-2239, 2009.
7. Kwadwo E, Yee MQ, Lee D. “Photocatalytic and conductive MWCNT/TiO2 nanocomposite thin films”. Applied Materials Interface, 2(9), 2646-2652, 2010.
8. Jitianu J, Cacciaguerra T, Benoit R, Delpeux S, Beguin F,Bonnamy S. “Synthesis and characterization of carbon nanotubes-TiO2 nanocomposites”. Carbon, 42(5-6), 1147-1151, 2004.

9. Demir M. SnO2 Filmlerinin Bazı Fiziksel Özellikleri Üzerine Taban Sıcaklığının Etkisi”. Yüksek Lisans Tezi, Osmangazi Üniversitesi, Eskişehir, Türkiye, 2005.
10. Ateş T. Metal Oksit Yarıiletken Malzemelerin Üretilmesi Ve Kuartz Kristal Mikro terazi Nem Sensörlerinin Hazırlanması. Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi, Elazığ, Türkiye, 2012.
11. Kongkanand A, Kamat PV.“Electron storage in single wall carbon nanotubes. Fermi level equilibration in semiconductor-SWCNT suspensions”. ACS Nano, 1(1), 13-21, 2007.
12. Hoffmann MR, Martin ST, Choi WY, D. Bahnemann W. “Environmental applications of semi conductor photocatalysis”. Chemical Reviews, 95(1), 69-96, 1995.
13. Pyrgiotakis G, Lee SH, Sigmund WM. “Advanced Photocatalysis with Anatase nano-coated multi-walled carbon nanotubes”. MRS Spring Meeting, San Francisco, CA,28 March-1 April 2005.