Photocatalytic Performance of TiO₂ Coated Ceramic Tiles

Abstract

In this work, commercially available titanium dioxide (TiO₂, 25nm) and Si-modified TiO₂nanoparticles have been deposited on ceramic tiles by spray coating method to product photocatalytic active surface. Phase analyses of the powders and microstructure of the photocatalytic surfaces were characterized with X-ray diffraction method (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) respectively. In order to evaluate the photocatalytic activity of the uncoated, unmodified TiO₂ coated and Si-modified TiO₂ coated tiles, methylene blue was used as organic pollutants for the photocatalytic experiments. Thus, methylene blue aqueous solutions were prepared in 5mg/L, 15mg/L and 30mg/L concentrations by dissolving the dye in distilled water. All polluted tiles were placed under direct sunlight irradiation for 120min. Color values of the tiles were recorded by CIE (L,a,b) colorimetric standard system for before photodeposition, after pollution and after photodeposition. The results revealed that, Si-modified TiO₂coated tiles have shown better photocatalytic activities than uncoated and unmodified TiO₂ coated tiles. It showed that, nearly 100% cleanability degree were observed for Si-modified TiO₂ coated tiles in 80, 100 and 120 min for 5-15 and 30mg/L methylene blue concentrations respectively. On the other hand no completely cleaning was detected for uncoated and unmodified TiO₂ coated tiles for all methylene blue concentrations

Bu çalışmada ticari ve Si ile modifiye edilmiş TiO₂ nanopartükülleri sprey kaplama yöntemi kullanılarak seramik karolar üzerine fotokatalitik yüzey elde etmek amacıyla kaplanmıştır. Tozların faz analizleri ve fotokatalitik yüzeylerin mikroyapıları sırasıyla X-ışınları kırınım metodu (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak karakaterize edilmiştir. Kaplanmamış, modifiye edilmemiş TiO₂ ile kaplanmış ve Si katkılı TiO₂ ile kaplamış karoların fotokatalitik aktivitesinin incelenmesi amacıyla fotokatalitik deneylerde organik bir kirletici olan metilen mavisi kullanılmıştır. Bu amaçla konsantrasyonu 5mg/L, 15mg/L ve 30mg/L olacak şekilde metilen mavisi saf su içesinde çözündürülerek metilen mavisi içeren solüsyonlar hazırlanmıştır. Tüm kirletilmiş karolar direk gün ışığı altında 120 dakika ışımaya bırakılmıştır. Karoların renk değerleri ışıma öncesi, kirletme sonrası ve ışıma sonrasında kolorimetrik standart sisteme CIE (L,a,b) göre incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar Si ile modifiye edilmiş TiO₂ kaplı karoların kaplanmamış ve modifiye edilmemiş TiO₂ kaplı karolara göre daha yüksek fotokatalik aktiviteye sahip olduğunu göstermiştir. Si ile modifiye edilmiş tozla kaplı karoların 5mg/L, 15mg/L ve 30mg/L metilen mavisi konsantrayonlarında sırasıyla 80-100 ve 120 dakika bekleme süreleri için neredeyse 100% temizleme derecesine sahip olduğu gözlenmiştir. Diğer taraftan kaplanmamış ve modifiye edilmemiş TiO₂ ile kaplı karoların her bir metilen mavisi konsantrasyonlarında tamamen temizleme sağlamadığı belirlenmiştir.