Investigation of photocatalytic activities of metal oxide ald thin films

Abstract

Fotokatalizörler TiO2 ve ZnO ince filmleri, atomik katman biriktirme ile cam kumaş üzerine biriktirildi. İnce filmlerin sonradan tavlanması 450 ° C ve 600 ° C'de iki saat süreyle yapıldı. TiO2 ve ZnO'nun fotokatalitik aktiviteleri, güneş simülatörü ve UV lambası altında metilen mavisi bozunma verimi kullanılarak incelenmiştir. İnce filmlerin morfolojisi FESEM ve AFM tarafından araştırıldı. ALD ince filmlerin element analizi ve kristal yapısı sırasıyla XPS ve XRD ile araştırıldı. İnce filmlerin optik özellikleri UV-Vis spektrofotometre ile incelendi. 450 °C tavlı TiO2 ince film, anataz forma dönüşen ve düşük bant aralıklı enerji ile hem "biriktirildiği halde" hem de tavlanmış TiO2 ALD ince filmlerde en yüksek fotokatalitik aktiviteyi göstermiştir. "Biriktirildiği gibi" ZnO ALD ince filmler, iyi kristalleştirilmiş altıgen wurtzit yapısı, oksijen boşluğu (Vo) ve düşük bant aralığı enerjisine sahip olmaları nedeniyle, hem TiO2 hem de ZnO ALD ince filmler en yüksek fotokatalitik aktiviteler göstermiştir.

TiO2 and ZnO thin film photocatalysts were deposited on glass fabric by atomic layer deposition. Post annealing of the thin films was carried out at 450 °C and 600 °C for two hours. Photocatalytic activities of TiO2 and ZnO were investigated by using methylene blue degradation efficiency under a solar simulator and UV lamp. The morphology of the thin films was investigated by FESEM and AFM. Elemental analysis and crystal structure of ALD thin films were explored by XPS and XRD, respectively. The optical properties of the thin films were investigated by UV-Vis spectrophotometer. 450 °C annealed TiO2 thin film was exhibited the highest photocatalytic activities in both “as-deposited” and annealed TiO2 ALD thin films, having transformed into anatase phase from amorphous and low bandgap energy. “As deposited” ZnO ALD thin films showed the highest photocatalytic activities compared to both TiO2 and ZnO ALD thin films having well crystalized hexagonal wurtzite structure, oxygen vacancy (Vo), and low bandgap energy.