Nanocrystalline titania are doped w

Nanocrystalline titania are doped with three different concentrations of manganese. The prepared nanoparticles have been characterized using different analytical techniques for analyzing their phase contents, nanocrystallite size distribution, band gap and photoluminescence. The changes in the property after doping are attributed to the introduction of Mn 3d states that act as electron trapping states .To furtherjustify the creation of these trap states that has some strong correlation in contributing to enhanced photocatalytic activity, theoretical calculation based on density functional theory using VASP Software has been considered .The structure of undoped and manganese doped TiO2 has been adapted to the minimum energy level configuration and corresponding calculation of density of states have indicated the state responsible for enhancement of photocatalytic activity.

1. Introduction
Photocatalytic degradation of organic pollutants with Titania (TiO2) has received intense attention because of its low cost, high stability, and nontoxicity [1]. However the universal applications of TiO2 is restricted by two primary factors: firstly its fast recombination of photo-generated electron/hole (e_/h+) pairs, secondly large band gap (3.2 eV) that makes it incapable for utilizing visible light. Therefore reducing the band gap of TiO2 to make it photosensitive to visible region has been one of the major goals in photocatalyticapplications. Several modifications have such as making composite with other oxide semiconductors [2,3], sensitizing TiO2 with low band gap semiconductors such as CdS [4] and doping with metals and non-metals such as C, N, S, Ni [5–7]. Dopant ion incorporation is expected to induce shallow donor or acceptor states for effective ionization under photon illumination, leading to prolonged carrier diffusion length before they are combined and thereby offers better photocatalytic activity [8]. However photocatalytic activity of some photocatalysts did not improve despite observable red shift, as the doping induced defect states act as recombination centers when the charge carriers migrate from inside of the photocatalyst to the surface [9].Unlike most of the 3d transition metal ion dopant, manganese doped TiO2 has generated considerable interests as a photocatalyst showing optical response in the visible region and as oxide baseddilute magnetic semiconductor showing ferromagnetism at room temperature [10–12]. In this work we have attempted to report the effectiveness of manganese doped TiO2 nanoparticles in photocatalytic degradation of phenol under visible light. The phase structure and particle size of the prepared nanoparticles are characterized by XRD, RAMAN and HRTEM. XPS spectra is studied to analyze the dopant state and oxygen vacancy. Photoluminescence
spectroscopy and time resolved photoluminescence spectroscopy are applied to study the recombination process of the photogenerated charge carriers that are affected by the incorporation of Mn 3d states. Based on the experimental results theoretical calculations based on density functional theory are carried out to further establish the presence of d-states.





2. Experimental methods 2.1. Synthesis method
Mn2+ doped TiO2 nanoparticles with three different concentrations (3%, 5%, 7%) were synthesized via sol–gel method. The precursor for dopant and host precursors were manganese acetate tetrahydrate and titanium iso-propoxide respectively. 5 ml of Titanium Isopropoxide and 15 ml of 2 propanol were added to a 100 ml conical flask under constant stirring, followed by the addition of 1 ml of water to initiate the hydrolysis reaction. When a white thick solution was formed the dopant precursor solution was added and stirred for 7–8 h. During such process first a
sol was formed which ultimately transformed into a gel. The gel was then centrifuged in water followed by ethanol for 4 times. The centrifuged product was dried at 80 _C. The resulting product was finally annealed at 450 _C to obtain crystalline manganese doped anatase TiO2 nanoparticles
2.2. Characterization and measurements
The structure of all the samples are determined using Rigaku Miniflex CD 10041 XRD unit with copper target and k = 1.54 angstrom at a scanning rate of 1_/min and in the scanning range of 10–80_. High resolution transmission electron microscope images for morphology and particle size determination are observed with JEM- 2100, 200 kV JEOL. Raman spectra of the samples are acquired with Reinshaw in via Spectrometer. The 514.5 nm emission of Argon-ion laser is used as the excitation source. To study the composition of photocatalysts X-ray photoelectron spectroscopy
(XPS) is recorded on KRATOS-AXIS 165 instrument equipped with dual aluminium–magnesium anodes using the Mg K radiation (hm = 1253.6 eV) operated at 5 kV and 15 mA with pass energy 80 eV and an increment of 0.1 eV .The samples were degassed out for several hours in XPS chamber to minimize air contamination to sample surface. The fitting of the XPS curve have been done using a non-linear square method with the convolution of Lorentzian and Gaussian functions after a
polynomial background was subtracted from the raw spectra. Diffuse Reflectance Spectra (DRS) of all the samples are taken with Shimadzu-2450 UV–Vis spectrometer. The photoluminescence (PL) measurements at room temperature are recorded with PERKIN ELMER LS 55 fluorescence spectroscopy. Time resolved photoluminescence spectra (TRPL) are recorded on a IBH Horiba-Yvon TCSPC using 340 nm NanoLED (FWHM = 750 ps) and 375 nm NanoLED (FWHM = 300 ps) as excitation source for the samples with a time scale of 0.007 ns/channel.
2.3. Computational detail
A 2 _ 2 _ 1 supercell is built with the unit cell of TiO2 in anatase form. The undoped supercell contains 16 atoms of Ti and 32 atoms of oxygen which gives Ti16O32 (Fig. 1a). The Mn doped TiO2 takes the form as Ti15MnO32 (Fig. 1b). The minimum energy state is computed by varying the internal position of atoms until the residual force is 0.01 eV/A0. The cutoff kinetic energy for the structural optimization is set to 400 eV along with the convergence criterion of 10_5 eV. A 3 _ 3 _ 3 K-mesh is used which correspond to spacing less than 0.3(A0)_1 in reciprocal space to calculate
density of states (DOS) and band structure; Fermi level is considered to be at 0 eV. The effect of manganese (Mn) on the TiO2 system is understood by substituting one center titanium (Ti) atom by Mn atom and allowing it to relax in all directions. We performed density functional calculations using generalized gradient approximation (GGA) with Perdew–Burke–Ernzerhof (PBE) to describe the electron– electron exchange and correlation effects. The density functional theory (DFT) equations are solved via projector augmented wave (PAW) method as implemented in Vienna Ab Initio Simulation Package (VASP) and interfaced with Mede A technology platform.
2.4. Photocatalytic activity
Photocatalytic activity for the undoped and manganese doped TiO2 nanoparticles were studied by examining the degradation of aqueous solution of phenol. For visible light irradiation a 25 watt white lamp was used. In order to carry out the process 50 mg of the photocatalyst was added to 50 ml water in a 100 ml beaker. To it 5 mg of phenol was added and the solution was stirred for about half an hour to obtain the absorption–desorption equilibrium. The catalyst loaded phenol solution was then irradiated for 20, 40, 60, 80 min. After completion of the irradiation process the samples was centrifuged at 10,000 rpm to make it free from any catalyst. 5 ml of the aliquot was taken to measure the absorbance. The degradation

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Nanocrystalline ซซีจะ doped กับความเข้มข้นแตกต่างกันสามของแมงกานีส เก็บกักเตรียมได้ถูกลักษณะโดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์ต่าง ๆ สำหรับการวิเคราะห์ของเนื้อหาระยะ กระจายขนาด nanocrystallite ช่องว่างของวง และ photoluminescence มาจากการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติหลังจากโดปปิงค์แนะนำ Mn อเมริกา 3d ซึ่งเป็นอิเล็กตรอนดักอเมริกาการสร้างรัฐกับดักเหล่านี้ที่มีบางความสัมพันธ์ที่แข็งแรงในการสนับสนุนกิจกรรมพิเศษกระ furtherjustify ทฤษฎีการคำนวณตามทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่นโดยใช้ซอฟต์แวร์ VASP ได้รับการพิจารณาโครงสร้างของ undoped และแมงกานีส doped TiO2 มีการดัดแปลงการกำหนดค่าระดับพลังงานต่ำสุดและการคำนวณที่สอดคล้องกันของความหนาแน่นของอเมริกาได้บ่งชี้สถานะของกิจกรรมกระชอบ

1 แนะนำ
กระสลายตัวของสารมลพิษอินทรีย์กับซซี (TiO2) ได้รับความรุนแรงเนื่องจากเสถียรภาพของต้นทุนต่ำ สูง และ nontoxicity [1] แต่โปรแกรมประยุกต์สากลของ TiO2 ถูกจำกัด โดยปัจจัยหลักที่สอง: ประการแรก recombination ที่รวดเร็วของสร้างภาพอิเล็กตรอน/หลุม (e_ h) จับคู่ ประการที่สองช่องว่างวงใหญ่ (3.2 eV) ที่ทำให้ไม่สามารถสำหรับการใช้แสงที่มองเห็น ลดช่องว่างวงของ TiO2 เพื่อให้ photosensitive ภูมิภาคเห็นดังนั้นจึง ได้รับหนึ่งในเป้าหมายสำคัญใน photocatalyticapplications ปรับเปลี่ยนหลายได้ทำการผสมกับอิเล็กทรอนิกส์ออกไซด์อื่น ๆ [2,3], กระตุ้น TiO2 มีวงต่ำช่องว่างอิเล็กทรอนิกส์เช่นซีดี [4] และโดปปิงค์โลหะและไม่ใช่โลหะ C, N, S, Ni [5–7] Dopant ไอออนประสานคาดว่าชวนบริจาคตื้น หรือ acceptor ระบุการ ionization มีประสิทธิภาพภายใต้รัศมีโฟตอน นำไปขยายความยาวขนส่งแพร่ และดังนั้นจึงมีกิจกรรมกระดี [8] อย่างไรก็ตาม กิจกรรมการกระของบาง photocatalysts ไม่ไม่ปรับปรุงแม้ observable แดงกะ เป็นโดปปิงค์เกิด บกพร่องอเมริกาทำหน้าที่เป็นศูนย์ recombination เมื่อสายการบินค่าธรรมเนียมย้ายจากใน photocatalyst พื้นผิว [9]ซึ่งแตกต่างจากส่วนใหญ่ของ 3d เปลี่ยนโลหะไอออน dopant แมงกานีส doped TiO2 มีขึ้นมากสนใจ photocatalyst ที่แสดงตอบสนองต่อแสงในการมองเห็น และ เป็นออกไซด์ baseddilute แม่เหล็กสารกึ่งตัวนำแสดง ferromagnetism ที่อุณหภูมิห้อง [10–12] ในงานนี้เราได้พยายามรายงานประสิทธิภาพของแมงกานีส doped เก็บกัก TiO2 ในกระการสลายตัวของวางภายใต้แสงที่มองเห็น ระยะโครงสร้างและอนุภาคขนาดของเก็บกักเตรียมมีลักษณะ โดย XRD รามัน และ HRTEM แรมสเป็คตรา XPS เป็นศึกษาเพื่อวิเคราะห์ตำแหน่งว่างสถานะและออกซิเจน dopant Photoluminescence
กและเวลาแก้ไขก photoluminescence ใช้กับศึกษากระบวนการ recombination ที่ photogenerated ค่าธรรมเนียมสายการบินที่ได้รับผลกระทบ โดยการประสานของ Mn อเมริกา 3d ตามผลการทดลองทฤษฎีการคำนวณตามทฤษฎีการทำงานความหนาแน่นจะดำเนินการสร้างเพิ่มเติม ของ d-อเมริกา


2 ทดลองวิธี 2.1 วิธีการสังเคราะห์
doped เก็บกัก TiO2 มีสามต่างความเข้มข้น (3%, 5%, 7%) ได้สังเคราะห์ผ่านวิธี sol–gel Mn2 สารตั้งต้นสำหรับ dopant และโฮสต์ precursors มีแมงกานีส acetate tetrahydrate และไทเทเนียม iso-propoxide ตามลำดับ 5 ml ของไทเทเนียม Isopropoxide และ 15 ml ของอย่างไร propanol 2 ได้เพิ่มส่วน 100 ml ทรงกรวยหนาวภายใต้คงกวน ตาม ด้วยการเพิ่ม 1 ml ของน้ำเริ่มต้นปฏิกิริยาไฮโตรไลซ์ เมื่อก่อปัญหาหนาขาว โซลูชัน dopant สารตั้งต้นถูกเพิ่ม และกวนสำหรับ h 7-8 เช่นในระหว่างการดำเนินการก่อนการ
โซลก่อที่สุด เปลี่ยนเป็นเจ เจมี centrifuged แล้วน้ำตาม ด้วยเอทานอล 4 ครั้ง ผลิตภัณฑ์ centrifuged ไม่แห้งที่ 80 _C ผลที่ได้ถูกสุด annealed ที่ _C 450 รับเก็บกัก anatase TiO2 แมงกานีสผลึก doped
2.2 จำแนกและประเมิน
โครงสร้างทั้งหมดตัวอย่างกำหนดหน่วย Rigaku Miniflex CD 10041 XRD ด้วยทองแดงเป้าหมายและ k =อังสตรอม 1.54 ในอัตราการสแกนที่ 1_/นาที และ ในช่วงแกนของ 10–80_ รูปภาพความละเอียดสูงส่งกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสำหรับการกำหนดขนาดสัณฐานวิทยาและอนุภาคพบกับ JEM - 2100, 200 kV JEOL แรมสเป็คตรารามันตัวอย่างมีมากับ Reinshaw ในทางสเปกโตรมิเตอร์ มลพิษ nm 514.5 ของไอออนอาร์กอนเลเซอร์ถูกใช้เป็นต้นทางในการกระตุ้น ศึกษาส่วนประกอบของ photocatalysts เอ็กซ์เรย์ photoelectron ก
(XPS) จะถูกบันทึกไว้บนเครื่อง 165 KRATOS แกนพร้อมใช้รังสี Mg K anodes aluminium–magnesium สอง (ฮึ่ม = 1253.6 eV) ดำเนินการใน 5 kV และ 15 mA ด้วยพลังงานผ่าน 80 eV และการเพิ่ม 0.1 eVตัวอย่างที่ degassed ออกเวลาหลายชั่วโมงในห้อง XPS เพื่อลดการปนเปื้อนของอากาศพื้นผิวตัวอย่าง กระชับโค้ง XPS ได้ด้วยวิธีตารางไม่ใช่เชิงเส้น convolution ฟังก์ชัน Lorentzian และ Gaussian หลังแบบ
พื้นโพลิโนเมียถูกหักออกจากแรมสเป็คตราดิบ กระจายแบบสะท้อนแสงแรมสเป็คตรา (DRS) ของตัวอย่างทั้งหมดจะมา ด้วยสเปกโตรมิเตอร์ Shimadzu-2450 UV–Vis วัด photoluminescence (PL) ที่อุณหภูมิห้องจะถูกบันทึก ด้วยก fluorescence เพอร์เอลเมอ LS 55 เวลาแก้ไขแรมสเป็คตรา photoluminescence (TRPL) ถูกบันทึกไว้ใน TCSPC Horiba Yvon IBH การใช้ 340 nm NanoLED (FWHM = 750 ps) และ 375 nm NanoLED (FWHM = 300 ps) ในการกระตุ้นเป็นตัวอย่างที่มีสเกลเวลาของ 0.007 ns/channel.
2.3 รายละเอียดคำนวณ
Supercell _ 1 2 _ 2 ตัวอยู่กับเซลล์หน่วยของ TiO2 ในฟอร์ม anatase Undoped supercell ประกอบด้วยอะตอมของตี้ 16 และ 32 อะตอมของออกซิเจนซึ่งช่วยให้ Ti16O32 (Fig. 1a) Mn ที่ doped TiO2 จะฟอร์มเป็น Ti15MnO32 (Fig. 1b) สถานะพลังงานต่ำสุดที่คำนวณ โดยแตกต่างกันที่ตำแหน่งภายในของอะตอมจนแรงเหลือ 0.01 eV/A0 พลังงานจลน์ตัดยอดสำหรับการปรับโครงสร้างการตั้งค่าเป็น 400 eV พร้อมเงื่อนไขการลู่เข้าของ 10_5 eV _ 3 _ 3 แบบ 3 K-ตาข่ายจะใช้ซึ่งตรงกับระยะห่างน้อยกว่า 0.3 _1 (A0) ในพื้นที่อัตราแลกเปลี่ยนในการคำนวณ
ความหนาแน่นของอเมริกา (DOS) และโครงสร้างดนตรี ระดับพลังงานแฟร์มีถือ 0 eV ผลของแมงกานีส (Mn) ระบบ TiO2 คือเข้าใจ โดยการแทนที่อะตอมหนึ่งศูนย์ไทเทเนียม (ตี้) โดยอะตอมของ Mn และอนุญาตให้มันผ่อนคลายในทุกทิศทาง เราดำเนินการคำนวณฟังก์ชันความหนาแน่นใช้เมจแบบทั่วไปประมาณไล่ระดับสี (GGA) กับ Perdew–Burke–Ernzerhof (PBE) เพื่ออธิบายการแลกเปลี่ยนและความสัมพันธ์ของผลอิเล็กตรอนของ electron– ความหนาแน่นมีแก้ไขสมการทฤษฎีหน้าที่ (DFT) ผ่านโปรเจคเตอร์ออกเมนต์วิธีคลื่น (ตีน) นำมาใช้ในการจำลองเวียนนา Ab Initio แพ็คเกจ (VASP) และ interfaced กับเฮลท์แพลตฟอร์มเทคโนโลยีการ
2.4 กิจกรรมกระ
กระกิจกรรมสำหรับการ undoped และแมงกานีส doped TiO2 ที่เก็บกักได้ศึกษา โดยตรวจสอบการย่อยสลายของละลายของวาง สำหรับวิธีการฉายรังสีปรากฏแสง ไฟ 25 วัตต์สีขาวใช้ การดำเนินการ 50 มก. photocatalyst ถูกเพิ่มลงในบีกเกอร์ 100 ml เป็นน้ำ 50 ml จะ เข้ามาวาง 5 มก. และโซลูชันที่กวนประมาณครึ่งชั่วโมงเพื่อให้ได้สมดุล absorption–desorption เศษที่วางโหลดโซลูชันแล้วถูก irradiated 20, 40, 60, 80 นาที หลังจากตัวอย่างดำเนินการเสร็จสิ้นวิธีการฉายรังสีที่ ถูก centrifuged ที่ 10000 รอบต่อนาทีเพื่อให้ปลอดจากเศษใด ๆ 5 ml ของส่วนลงตัวถูกนำไปวัด absorbance ที่ การสลายตัว

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

nanocrystalline ไททาเนียจะเจือด้วยสามระดับความเข้มข้นของแมงกานีส เตรียมอนุภาคนาโนมีลักษณะการใช้เทคนิคการวิเคราะห์ที่แตกต่างกันเพื่อวิเคราะห์เนื้อหาขั้นตอนของพวกเขา nanocrystallite ขนาดช่องว่างวงดนตรีและแบบ .การเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติหลังจากโด๊ป ประกอบกับมีการแนะนำของ MN 3D สหรัฐอเมริกาที่แสดงเป็นอิเล็กตรอนเข้าอเมริกา เพื่อ furtherjustify สร้างอเมริกากับดักเหล่านี้มีความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งในการเพิ่มความว่องไว การคำนวณทางทฤษฎีตามทฤษฎีการทำงานความหนาแน่นโดยใช้ซอฟต์แวร์ vasp ได้รับการพิจารณาโครงสร้างของโลหะในสารประกอบแมงกานีสด้วย TiO2 และได้รับการปรับให้น้อยที่สุด และการคำนวณค่าระดับพลังงานที่สอดคล้องกันของความหนาแน่นของสหรัฐอเมริกาได้ระบุรัฐที่รับผิดชอบเพื่อเพิ่มความว่องไว

1 บทนำ
Photocatalytic การสลายตัวของสารมลพิษอินทรีย์กับ ไททาเนีย ( TiO2 ) ได้รับความสนใจที่รุนแรงเพราะมีต้นทุนต่ำ เสถียรภาพสูงและ nontoxicity [ 1 ] อย่างไรก็ตาม การใช้งานสากลของ TiO2 ถูกจำกัดโดยสองปัจจัยหลัก : ตอนแรกของการสร้างอย่างรวดเร็วของภาพอิเล็กตรอน / หลุม ( e_ / H ) คู่ที่สองขนาดใหญ่ช่องว่างแถบ ( 3.2 EV ) ซึ่งทำให้มันสามารถใช้ แสงที่มองเห็น .ดังนั้น การลดช่องว่างแถบของ TiO2 เพื่อให้แสงในพื้นที่ที่มองเห็นได้ เป็นหนึ่งในเป้าหมายหลักใน photocatalyticapplications . การปรับเปลี่ยนหลายเช่นการผสมกับออกไซด์สารกึ่งตัวนำ [ 2 , 3 ] sensitizing TiO2 กับสารกึ่งตัวนำช่องว่างวงต่ำ เช่น ซีดี [ 4 ] และการเติมโลหะและไม่ใช่โลหะ เช่น C , N , S , N [ 5 – 7 ]บริษัทไอออนโคบอลต์ คาดว่า จะทำให้ผู้บริจาคตื้นหรือพระนาสิกสหรัฐอเมริกาสำหรับไอที่มีประสิทธิภาพภายใต้แสงโฟตอน , ชั้นนำผู้ให้บริการแพร่ความยาวนานก่อนที่พวกเขาจะรวมและงบที่มีดีกว่ารีกิจกรรม [ 8 ] แต่กิจกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยารีไม่ปรับปรุง แม้จะสังเกตได้สีแดงกะเป็นยาสลบเกิดข้อบกพร่องสหรัฐอเมริกาเป็นศูนย์ recombination เมื่อประจุพาหะโยกย้ายจากภายในของ photocatalyst ไปยังพื้นผิว [ 9 ] . ซึ่งแตกต่างจากส่วนใหญ่ของ 3D เปลี่ยนโลหะไอออน dopantแมงกานีสด้วย TiO2 ได้สร้างความสนใจมากเป็น photocatalyst แสดงการตอบสนองแสงในพื้นที่ที่มองเห็นและเป็นออกไซด์ baseddilute แม่เหล็กสารกึ่งตัวนำแสดง ferromagnetism อุณหภูมิห้อง [ 10 – 12 ] ในงานนี้เราได้พยายามที่จะรายงานผลของแมงกานีสด้วยอนุภาคนาโน TiO2 ในการสลายตัวของฟีนอลรีภายใต้แสงที่มองเห็น .เฟสโครงสร้างและขนาดอนุภาคของอนุภาคนาโนที่เตรียมไว้มีลักษณะโดย XRD , รามัน และ hrtem . XPS เป็นวิเคราะห์สเปกตรัมโดพันท์รัฐและออกซิเจนที่ว่าง แบบ
สเปกโทรสโกปีและเวลาแก้ไขสเปกโทรสโกปีแบบใช้เพื่อศึกษากระบวนการของการ photogenerated ดูแลผู้ที่ได้รับผลกระทบจากการรวมตัวกันของ MN 3D สหรัฐอเมริกา จากผลการคำนวณตามทฤษฎี ทฤษฎีการทำงานความหนาแน่นจะดําเนินการต่อสร้างการแสดงตนของ d-states .





2 วิธีการทดลอง 1 .การสังเคราะห์อนุภาคนาโน TiO2 ด้วยวิธี mn2
3 ระดับความเข้มข้น ( 3% , 5% , 7% ) ถูกสังเคราะห์โดยวิธีโซลเจลและ . สารตั้งต้นสำหรับการโฮสต์เป็นโมลิบเดตเตตระไฮเดรตเตทและโคบอลต์แมงกานีสและ propoxide ISO ไทเทเนียมตามลำดับ 5 ml ช่วยไทเทเนียมและ 15 ml 2 โพรพานอลถูกเพิ่มเป็น 100 ml ขวดกรวยภายใต้การควบคุมที่กวนตามด้วยนอกเหนือจาก 1 มิลลิลิตรของน้ำเพื่อเริ่มต้นการเกิดปฏิกิริยา เมื่อสีขาวข้นสารละลายตั้งต้นขึ้นโซลูชั่นโดพันท์ เข้ามากวน 7 – 8 ชั่วโมง ระหว่างกระบวนการดังกล่าวครั้งแรก
โซลก่อตั้งขึ้น ซึ่งในที่สุดจะกลายเป็นเจล เจลแล้วตามด้วยไฟฟ้าในน้ำเอทานอล 4 ครั้ง ผลิตภัณฑ์อบแห้งที่ระดับ 80 _c .ส่งผลให้สินค้าก็อบที่ 450 _c เพื่อให้ได้ผลึกนาโน anatase TiO2 ด้วยแมงกานีส
2.2 . การวัดลักษณะสมบัติและ
โครงสร้างทั้งหมดตัวอย่างการพิจารณา rigaku miniflex ซีดี 10041 XRD หน่วยกับเป้าหมาย ทองแดงและ k = 1.54 อังสตรอมที่ 1_ / นาทีและอัตราการสแกนในการสแกนช่วงของ 10 – 80_ .ความละเอียดสูงภาพสำหรับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสัณฐานวิทยาและขนาดอนุภาคจะสังเกตกับเจม - 2100 , 200 กิโลจอล . รามานสเปกตรัมของตัวอย่างจะได้รับในทางที่มี reinshaw สเปกโตรมิเตอร์ การ 514.5 nm ปล่อยเลเซอร์อาร์กอนไอออนที่ใช้เป็น 01 เพื่อศึกษาองค์ประกอบของตัวเร่งปฏิกิริยา X-ray photoelectron spectroscopy
( XPS ) ถูกบันทึกไว้ใน kratos-axis 165 เครื่องมือติดตั้งคู่กับอลูมิเนียมและแมกนีเซียมขั้วบวกใช้มิลลิกรัม K รังสี ( หืม = 1253.6 EV ) ดำเนินการ 5 กิโลและ 15 มาด้วยผ่านพลังงาน 80 EV และเพิ่มขึ้น 0.1 EV . จำนวน degassed ออกมาเป็นเวลาหลายชั่วโมงในการลดมลภาวะทางอากาศ XPS ห้องตัวอย่างพื้นผิว .เหมาะสมของ XPS โค้งทำได้โดยใช้เส้นตารางตามวิธีสังวัตนาการของ lorentzian เสียนฟังก์ชันและหลังพื้นหลัง
พหุนามถูกหักออกจากสเปกตรัมดิบ กระจายสเปกตรัมการสะท้อน ( DRS ) ของกลุ่มตัวอย่างทั้งหมดจะถ่ายด้วย shimadzu-2450 – UV VIS สเปกโตรมิเตอร์แบบที่ ( PL ) วัดที่อุณหภูมิห้องจะถูกบันทึกไว้กับเพอร์กินเอลเมอร์ LS 55 ฟลูออเรสเซนซ์สเปกโทรสโกปี เวลาแก้ไขแบบแสง ( trpl ) จะถูกบันทึกไว้ใน ibh horiba Yvon tcspc ใช้ 340 nm nanoled ( FWHM ) = 750 PS ) และ 375 นาโนเมตร nanoled ( FWHM ) = 300 PS ) เป็นแหล่งกระตุ้นสำหรับตัวอย่างที่มีมาตราส่วนเวลาของ NS / ช่อง - .
2.3
รายละเอียดการคำนวณ2 _ 2 _ 1 ซุปเปอร์เซลล์ที่ถูกสร้างขึ้นด้วยหน่วยเซลล์ใน anatase TiO2 แบบฟอร์ม ซุปเปอร์เซลล์ที่ประกอบด้วยอะตอมของโลหะในสารประกอบ 16 Ti และ 32 งานปรมาณูของออกซิเจนซึ่งจะช่วยให้ ti16o32 ( รูปที่ 1A ) มินนิโซตาเจือ ) ใช้รูปแบบเป็น ti15mno32 ( รูปที่ 1A ) สถานะพลังงานต่ำสุดจะคำนวณโดยเปลี่ยนตำแหน่งภายในของอะตอมจนแรงเหลือ 0.01 EV / A0 .ตัดพลังงานจลน์สำหรับโครงสร้างที่เหมาะสมตั้ง 400 EV พร้อมกับบรรจบเกณฑ์ 10_5 EV 3 _ 3 _ 3 k-mesh ใช้ซึ่งสอดคล้องกับระยะห่างน้อยกว่า 0.3 ( A0 ) ในพื้นที่ _1 ซึ่งกันและกันเพื่อคำนวณ
ความหนาแน่นของสหรัฐอเมริกา ( DOS ) และวงโครงสร้าง ; ระดับเฟอร์มิจะถือว่าเป็น 0 EVผลของแมงกานีส ( Mn ) ในระบบ TiO2 จะเข้าใจโดยแทนศูนย์ไทเทเนียม ( Ti ) หนึ่งอะตอมโดยอะตอม ) และปล่อยให้มันผ่อนคลายในทุกทิศทาง เราแสดงความหนาแน่นของฟังก์ชันคำนวณโดยใช้การไล่ระดับสีทั่วไปประมาณ ( ก๊ะ ) กับ perdew –เบิร์ก– ernzerhof ( PBE ) อธิบายอิเล็กตรอนและอิเล็กตรอนตราและผลกระทบ )ทฤษฎีการทำงานความหนาแน่น ( DFT ) สมการจะแก้ไขผ่านโปรเจคเตอร์เติมคลื่น ( อุ้งเท้า ) แบบที่ใช้ในการจำลองชุดเวียนนา Ab initio ( vasp ) และติดต่อกับมีดเทคโนโลยีแพลตฟอร์ม .
2.4 . รีกิจกรรม
รีกิจกรรมสำหรับเคมีไฟฟ้าและแมงกานีสด้วยอนุภาคนาโน TiO2 ศึกษาโดยศึกษาการสลายตัวของสารละลายของฟีนอลสำหรับแสงรังสี 25 วัตต์สีขาว โคมไฟที่ใช้ เพื่อดำเนินการกระบวนการ 50 มิลลิกรัม photocatalyst คือเพิ่ม 50 มล. น้ำในบีกเกอร์ 100 ml . มัน 5 มิลลิกรัมของฟีนอลที่ถูกเพิ่มเข้ามาและโซลูชั่นถูกกวนประมาณครึ่งชั่วโมงเพื่อให้ได้การดูดซึมและการคายสมดุล ตัวเร่งปฏิกิริยาสารละลายฟีนอลโหลดแล้วฉายรังสี 20 , 40 , 60 , 80 นาทีหลังจากเสร็จสิ้นขั้นตอนของการฉายรังสี จำนวน 10 , 000 รอบต่อนาที ระดับ เพื่อให้ปลอดจากตัวเร่งปฏิกิริยา 5 ml ของส่วนลงตัวถ่ายวัดการดูดกลืนแสง . การย่อยสลาย