Date of Award

11-2022

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science (MS)

Department

Chemistry

First Advisor

Ahmed H. Alzamly

Abstract

Titanium dioxide (TiO2), an important semiconductor, has been used in various applications ranging from sunblock additives to self-cleaning window coatings, antibacterial agents, photovoltaics, and photocatalysis. Due to its photostability, TiO2 is an extensively used semiconductor photocatalyst in many industries. This thesis represents the synthesis, structure, and photocatalytic activity of TiO2 (Anatase) photocatalyst, which was prepared using hexanuclear titanium-oxo cluster precursor via temperature-controlled calcination. The optical property of the prepared photocatalyst was investigated using UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS), powder X-ray diffraction (PXRD) for phase determination, scanning electron microscopy (SEM) for morphology and structural analysis, Brunauer−Emmett−Teller (BET) for the specific surface area and porosity determination, and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) for elemental chemical identification. Photocatalytic activities of the as-prepared TiO2 were evaluated using cycloaddition reaction of different epoxides to CO2. As prepared, TiO2 (anatase) quantitatively achieved cyclic carbonates formation over a range of epoxides used for CO2 cycloaddition reaction.

Arabic Abstract

يعتبر ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) من المواد أشباه الموصلات المهمة التي تتمتع بالعديد من الخصائص والتي يتم استخدامها في عدة تطبيقات مثل أوقية الشمس، طلاء النوافذ ذاتية التنظيف وكعوامل مضادة للبكتيريا والخلايا الكهروضوئية، بالإضافة إلى التحفيز الضوئي. نظرا لاستقراره الضوئي, يستخدم ثاني أكسيد التيتانيوم على نطاق واسع من الصناعات. تعرض هذه الأطروحة طريقة تحضير، دراسة هيكل ونشاط المحفز الضوئي لثاني أكسيد التيتانيوم (Anatase) الذي تم تحضيره باستخدام (Ti-oxo-cluster) من خلال تكليسه بالتحكم بدرجات الحرارة. تم تحديد نطاق نشاط المحفز الضوئي المحضر عن طريق استخدام التحليل الطيفي للإنعكاس المنتشر (UV-VIS DRS)، حيود المسحوق بالأشعة السينية (PXRD) لتحديد البنية البلورية، المسح المجهري الإلكتروني (SEM) للتشكيل والتحليل الهيكلي، بالإضافة إلى نظرية برونور-إيميت-تيلر (BET) لتحديد مساحة السطح والمسامية، الطيف الطيفي للأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX) لتحديد العناصر الكيميائية. تم تقييم نشاط المحفز () الضوئي من خلال دراسة تفاعل الإضافة الحلقية الضوئي (cycloaddition) لإيبوكسيدات مختلفة مع ثاني أكسيد الكربون. حقق ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) المحضر نجاحاً في تكوين مركبات كربونات حلقية باستخدام مجموعة من الإيبوكسايدات المستخدمة في تفاعل الإضافة الضوئي (cycloaddition) لثاني أكسيد الكربون.

Download

Included in

Chemistry Commons

COinS