Το αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη της φωτοκαταλυτικής
δράσης λεπτών υμενίων οξειδίου του ψευδάργυρου, Zn1-xAlxO (x=0,1,3,5 % κ.β.),
που έχουν εναποτεθεί με τις τεχνικές κολλοειδούς-γέλης (sol-gel) και
πυρόλυσης ψεκασμού με υπερήχους (Ultrasonic Spray Pyrolysis) ως προς τη
διάσπαση στεαρικού οξέος.
Πρόκειται για καινοτόμους, οικονομικές, φιλικές προς το περιβάλλον τεχνικές
για την παραγωγή λεπτών υμενίων και επικαλύψεων οξειδίων μετάλλων σε
συνθήκες που μπορούν να εφαρμοστούν και σε βιομηχανικό επίπεδο, δίνοντας
παράλληλα τη δυνατότητα εναπόθεσης σε επιφάνειες μεγάλης κλίμακας. Τα
δείγματα Zn1-xAlxO μελετώνται όσον αφορά τα δομικά τους χαρακτηριστικά, τη
μορφολογία τους και τις οπτικές τους ιδιότητες, ενώ εξετάζεται η
φωτοκαταλυτική τους δράση σε περιβάλλον τεχνητού φωτισμού UV-A (365nm).
Δίνεται έμφαση στην επίδραση των παραμέτρων εναπόθεσης, όπως η θερμοκρασία
και ο χρόνος εναπόθεσης, η απόσταση υποστρώματος / ακροφύσιου, η φύση του
πρόδρομου διαλύματος και η παρουσία προσμίξεων Al σε διαφορετική % κ.β.
σύσταση, στη φωτοκαταλυτική δράση των λεπτών υμενίων Zn1-xAlxO .
Λαμβάνοντας υπόψη τις συνθήκες εναπόθεσης με τις δύο χημικές μεθόδους, τα
υμένια Zn1-xAlxO παρουσιάζουν διαφορετικό πάχος, κρυσταλλικότητα, μορφολογία
και οπτικές ιδιότητες, με αποτέλεσμα να επιδεικνύουν διαφορετική
φωτοκαταλυτική δράση ως προς την αποδόμηση του στεαρικού οξέος.
Συμπεραίνουμε ότι τα λεπτά υμένια Zn1-xAlxO που εναποτέθηκαν με χημικές
μεθόδους πάνω σε υποστρώματα γυαλιού σε ήπιες συνθήκες, δίνουν ιδιαίτερα
ενθαρρυντικά αποτελέσματα σχετικά με φωτοκαταλυτική αποδόμηση του στεαρικού
οξέος κατά την έκθεσή τους σε τεχνητή UV-A ακτινοβολία, και κατά συνέπεια
είναι ισχυροί υποψήφιοι για τη βιομηχανική τους εφαρμογή σε φωτοκαταλυτικά
παράθυρα.
(EL)
The objective of this dissertation is the study of the photocatalytic
activity of zinc oxide thin films Zn1-xAlxO (x=0, 1, 3, 5 % w/w) deposited
by the sol-gel and ultrasonic spray pyrolysis techniques with respect to the
photodegradation of stearic acid.
These are innovative, inexpensive and environmental-friendly chemical
techniques for the production of metal oxide thin films in an industrial
scale, while providing at the same time the possibility of large-area
depositions. The structural, morphological and optical properties of the Zn1-xAlxO samples were investigated together with their photocatalytic
activity under UV-A light (365nm) illumination. Moreover, the photocatalytic
activity dependence on growth parameters such as deposition temperature and
time, precursor solution, distance between nozzle and substrate and
Al-doping concentration is thoroughly examined.
Depending on deposition parameters and technique applied, the Zn1-xAlxO
samples show different thickness, crystallinity, morphology and optical
properties, and thus exhibit diverse photocatalytic activity concerning the
photodegradation of stearic acid.
It is concluded that Zn1-xAlxO thin films deposited via chemical routes onto
glass substrates under mild conditions show quite encouraging results
concerning the photocatalytic degradation of stearic acid under UV-A light
exposure, and could be thus considered as strong candidates for application
in photocatalytic windows.
(EN)