$TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi

Necati BAŞMAN (Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, Zonguldak, Türkiye)
Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi
0 0
Yıl: 2020 Cilt: 10 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 94 - 99 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.7212/zkufbd.v10i1.1373 İndeks Tarihi: 21-05-2021

$TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi

Öz:
Bu çalışmada, elektrokimyasal yöntemle $TiO_2$ katkılı elmas-benzeri karbon (EBK) nanokompozit film üretimi için yeni metot önerilmiştir. $TiO_2$ katkılı EBK nanokompozit film üretimi için titanyum metali önce hidrojen peroksit ($H_2O_2$) içerisinde çözündü. Daha sonra bu çözelti ve metanol, hacimce 1:200 oranında karıştırılarak iki elektrotlu hücrede elektroliz edildi. Elde edilen film taramalı elektron mikroskobu (SEM), Raman spektroskopisi, X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve X-ışınları kırınımı (XRD) ile karakterize edildi. SEM fotoğrafı, filmin homojen fakat gözenekli bir yüzeye sahip olduğunu göstermiştir. Raman spektroskopisi, $TiO_2$katkısının $sp^3$ karbon bağlarına neden olduğunu ortaya koymuştur. XPS analizi, karbonun $sp^3$ bağlı olduğunu ve filmin $TiO_2$ katkılı olduğunu göstermiştir. XRD spektrumunda, hekzagonal karbon yapıya ait pikler gözlenmiştir. Elde edilen bulgular, yüksek miktarda $sp^3$ bağları içeren EBK nanokompozit filmin, elektrokimyasal yöntemle başarılı bir şekilde üretilebileceğini göstermektedir.
Anahtar Kelime:

Electrochemical Deposition of $TiO_2$ Doped Diamond-Like Carbon Nanocomposite Film

Öz:
In this study, a new route was proposed for electrochemical synthesizing of $TiO_2$doped diamond-like carbon (DLC) nanocompositefilm. To obtain $TiO_2$doped DLC nanocomposite film, firstly, titanium metal was dissolved in hydrogen peroxide ($H_2 O_2$ ). Then, theobtained solution and methanol were mixed with the volume ratio of 1:200 and electrolyzed in a two-electrode cell. The obtainedfilm was characterized by scanning electron microscope (SEM), Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and X-raydiffraction. SEM image showed homogeneous and porous film. Raman spectroscopy indicated that $TiO_2$doping leads to $sp^3$hybridizedcarbon bonds. XPS analysis confirm $TiO_2$doping and $sp^3$bonds. In the XRD spectrum, the observed peaks attributed to hexagonalcarbon structure. The obtained results show that DLC nanocomposite film containing high amounts of $sp^3$bonds can be successfullyproduced by the electrochemical method.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • Basman, N., Aslan, N., Uzun, O., Cankaya, G., Kolemen, U. 2015. Electrical characterization of metal/diamond-like carbon/inorganic semiconductor MIS Schottky barrier diodes. Microelectron Eng., 140:18-22.
  • Basman, N., Uzun, R., Gocer, E., Bacaksiz, E. 2018. Electrodeposition of Si–DLC nanocomposite film and its electronic application. Microsyst. Technol., 24:2287-2294.
  • Bharti, B., Kumar, S., Lee, HN., Kumar, R. 2016. Formation of oxygen vacancies and Ti3+ state in TiO2 thin flm and enhanced optical properties by air plasma treatment. Sci. Rep. 6:32355.
  • Chen, X., Kuo, D. H., Lu, D. 2017. Visible light response and superior dispersed S-doped TiO2 nanoparticles synthesized via ionic liquid. Adv. Powder Technol., 28: 1213-1220.
  • Ferrari, AC. 2002. Determination of bonding in diamond-like carbon by Raman spectroscopy. Diamond Relat. Mater., 11: 1053-1061.
  • Ferrari, AC., Robertson, J. 2000. Interpretation of Raman spectra of disordered and amorphous carbon., Phy. Rev. B. 61:14095- 14107.
  • Hainsworth, SV., Uhure NJ. 2007. Diamond like carbon coatings for tribology: production techniques, characterisation methods and applications. Int. Mater. Rev., 52:153-174.
  • He, Z., Que, W., Chen, J., He, Y., Wang G. 2013 . Surface chemical analysis on the carbon-doped mesoporous TiO2 photocatalysts after post-thermal treatment: XPS and FTIR characterization. J. Phys. Chem. Solids.,74 : 924–928.
  • Houda, E., Mourad, B., Abdelhafed, T., Asmae, K., Rodrigo S. A., Ahmed E., Abdallah E., Abdelilah B. 2017. Thickness effect on the optical properties of TiO2-anatase thin films prepared by ultrasonic spray pyrolysis: Experimental and ab initio study. Int. J. Hydrogen Energy., 42:19467-19480.
  • Huang, Y., Ho, W., Lee, S., Zhang, L., Li, G., Jimmy C. Yu. 2008. Effect of Carbon Doping on the Mesoporous Structure of Nanocrystalline Titanium Dioxide and Its Solar-LightDriven Photocatalytic Degradation of NOx. Langmuir. ,24: 3510-3516.
  • Ismail, A., Abdullah, MJ. 2013. The structural and optical properties of ZnO thin films prepared at different RF sputtering power. J. King Saud Univ. Sci., 5:209–215.
  • Jinfeng, C., Li Q., Bin Z., Xiao L., Tao Y., Junyan Z. 2012. Mechanical and tribological properties of Ti-DLC films with different Ti content by magnetron sputtering technique. Appl. Surf. Sci., 258: 5025-5030.
  • Jo, Y. J., Zhang, T. F., Sona, M. J., Kim, K. H. 2018. Synthesis and electrochemical properties of Ti-doped DLC films by a hybrid PVD/PECVD process. Appl. Surf. Sci ., 433: 1184-1191.
  • Kwang, J. K., Min H. K., Young, WK. 2015. Highly Conductive p-Type Zinc blende SiC Thin Films Fabricated on Silicon Substrates by Magnetron Sputtering. J. Am. Ceram. Soc.,98: 3663-3665.
  • Li, Q., Bin Z., Yan Z., Junyan Z. 2013. Improving the internal stress and wear resistance of DLC film by low content Ti doping. Solid State Sci., 20: 17-22.
  • Li, RS., Liu, B., Zhou, M., Zhang, Z.X., Wang, T., Lu, B.A., Xie, EQ. Effect of deposition voltage on the field emission properties of electrodeposited diamond-like carbon films. Appl. Surf. Sci., 255: 4754–4757.
  • Lin, YT., Weng, CH., Lin, YH., Shiesh, CC., Chen, FY. 2013. Effect of C content and calcination temperature on the photocatalytic activity of C-doped TiO2 catalyst. Sep. Purif. Technol., 116:114-123.
  • Liu, X., Lu, P., Wang, H., Ren, Y., Tan, X., Sun, S., Jia, H. 2018. Morphology and structure of Ti-doped diamond films prepared by microwave plasma chemical vapor deposition. Appl. Surf. Sci ., 442: 529-536.
  • Ma, Y., Han, L., Ma, H., Wang, J., Liu, J., Cheng, L., Yang, J., Zhang, Q. 2017. Improving the visible-light photocatalytic activity of interstitial carbon-doped TiO2 with electronwithdrawing bidentate carboxylate ligands. Catal. Commun., 95: 1-5.
  • Mori, M., Shibata, M, Kyuno, E., Ito, S. 1956. Reaction of Hydrogen Peroxide with Titanium (IV) at Different pH Values. Bull. Chem. Soc. Jpn., 29:904-907
  • Nezar, S., Saoula, N., Sali, S., Faiz, M., Mekki, M., Laoufi, NA., Tabet, N. 2017. Properties of TiO2 thin films deposited by rf reactive magnetron sputtering on biased substrates. Appl. Surf. Sci.,395: 172-179.
  • Park, Y., Kim, W., Park, H., Tachikawa, T., Majima, T., Choi, W. 2009. Carbon-doped TiO2 photocatalyst synthesized without using an external carbon precursor and the visible light activity. Appl. Catal., B ., 91: 355–361.
  • Peng, S., Yang, Y. ,Li, G., Jiang, J., Jin, K., Yao, TT., Zhang, K., Cao, X., Wang, Y., Xu, G. 2016. Effect of N2 flow rate on the properties of N doped TiO2 films deposited by DC coupled RF magnetron sputtering. J. Alloys Compd.,678: 355-359.
  • Robertson, J. 2002. Diamond-like carbon. Mater. Sci. Eng., 37: 129-281.
  • Sullivan, JA., Neville, EM., N., Rory H., Thampi, KR., MAcelroy JMD. 2014. Routes to visible light active C-doped TiO2 photocatalysts using carbon atoms from the Ti precursors. J. Photochem. Photobiol., A, 289:60–65.
  • Wan, S., Wang, L., Xue, Q. 2010. Electrochemical deposition of sulfur doped DLC nanocomposite film at atmospheric pressure. Electrochem. Commun., 12: 61–65 .
  • Wu, X., Yin, S., Dong, Q., Guo, C., Li, H., Kimura, T., Sato, T. 2013. Synthesis of high visible light active carbon doped TiO2 photocatalyst by a facile calcination assisted solvothermal method . Appl. Catal., B., 142–143: 450-457.
  • Xu, W., Zhou, K., Lin, S., Dai, M., Shi, Q., Wei, C. 2018. Structural properties of hydrogenated Al-doped diamond-like carbon films fabricated by a hybrid plasma system. Diamond Relat. Mater., 87: 177-185.
  • Yan, X., Xu, T., Chen, G., Yang, S., Liu H. 2004. Study of structure, tribological properties and growth mechanism of DLC and nitrogen-doped DLC films deposited by electrochemical technique. Appl. Surf. Sci., 236: 328-335.
  • Yan, XB., Xu, T., Chen, G., Liu, HW., Yang, SR. 2004. Characterization of hydrogenated diamond-like carbon films electrochemically deposited on a silicon substrate. J. Phys. D: Appl. Phys. 37: 2416–2424.
  • Yu, Y., Zhang J., 2009. Electrodeposition and characterization of Pd nanoparticles doped amorphous hydrogenated carbon films. Solid State Sci., 11: 1929–1932.
APA Basman N (2020). $TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi. , 94 - 99. 10.7212/zkufbd.v10i1.1373
Chicago Basman Necati $TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi. (2020): 94 - 99. 10.7212/zkufbd.v10i1.1373
MLA Basman Necati $TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi. , 2020, ss.94 - 99. 10.7212/zkufbd.v10i1.1373
AMA Basman N $TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi. . 2020; 94 - 99. 10.7212/zkufbd.v10i1.1373
Vancouver Basman N $TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi. . 2020; 94 - 99. 10.7212/zkufbd.v10i1.1373
IEEE Basman N "$TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi." , ss.94 - 99, 2020. 10.7212/zkufbd.v10i1.1373
ISNAD Basman, Necati. "$TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi". (2020), 94-99. https://doi.org/10.7212/zkufbd.v10i1.1373
APA Basman N (2020). $TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, 10(1), 94 - 99. 10.7212/zkufbd.v10i1.1373
Chicago Basman Necati $TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi 10, no.1 (2020): 94 - 99. 10.7212/zkufbd.v10i1.1373
MLA Basman Necati $TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, vol.10, no.1, 2020, ss.94 - 99. 10.7212/zkufbd.v10i1.1373
AMA Basman N $TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi. 2020; 10(1): 94 - 99. 10.7212/zkufbd.v10i1.1373
Vancouver Basman N $TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi. 2020; 10(1): 94 - 99. 10.7212/zkufbd.v10i1.1373
IEEE Basman N "$TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi." Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, 10, ss.94 - 99, 2020. 10.7212/zkufbd.v10i1.1373
ISNAD Basman, Necati. "$TiO_2$Katkılı Elmas-Benzeri Karbon Nanokompozit Filmin ElektrokimyasalYöntemle Biriktirilmesi". Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi 10/1 (2020), 94-99. https://doi.org/10.7212/zkufbd.v10i1.1373
Sayfa Oluşturulma Tarihi
17-04-2024 19:36

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları