Ce (TC₁)%5/0T-

۹۶۵/۱۱۸

۵۹۱/۱۴۱

۶۷۰/۹

۸۱۳/۳

۱/۱۳

—

۱۰۰

Ce (TC₂)%1T-

۶۸۵/۱۲۳

۰۷۰/۱۳۶

۳۵۹/۹

۸۱۳/۳

۶/۱۲

—

۱۰۰

Ce (TC₃)%2T-

۰۷۱/۱۳۲

۲۶۳/۱۵۱

۴۰۴/۱۰

۸۱۳/۳

۸/۱۳

—

۱۰۰

Ce (TC₄)%5T-

تغییرات در پارامتر شبکه و حجم سلول واحد نمونه دوپ شده وجود دارد [۱۲۴-۱۲۲] که منجر به انتقال
پیک­های نمونه دوپ شده به زوایای کم­تر گردیده است [۱۲۵]. روشن است این تغییرات پارامتر شبکه توسط یک تعویض مستقیم از Ce⁴⁺ به Ti⁴⁺ رخ نمی­دهد. به دلیل شعاع یونی بزرگ­تر Ce³⁺ نسبت به Ce⁴⁺، می­توان کاهش کاتیون سریم چهار ظرفیتی به سه ظرفیتی را به هیبریداسیون O 2p-Ce 4f نسبت داد [۱۲۱]. از طرفی با افزایش دوپنت در ساختار تیتانیا، کاهش مقادیر پارامتر شبکه در محور c مشاهده شد. کاهش پارامتر شبکه در راستای محور c در ساختار آناتاز می ­تواند مربوط به کوتاه شدن باند فلز- اکسیژن باشد. این کوتاه شدن باند سبب تشکیل جای خالی اکسیژن و کاهش کاتیون تیتانیوم است. قابل ذکر است این تغییرات در پارامترهای شبکه فقط می ­تواند اعوجاج در شبکه را اثبات کند و این امر به معنای میزان اعوجاج شبکه نیست. بنابراین با افزایش دوپنت سریم اعوجاج شبکه افزایش می­یابد [۱۱۵].

۴-۳-۲ نتایج و تحلیل آنالیز فازی نانو ذرات T-x mol% Sn
شکل ۴-۴ نتایج XRD از نانوذرات T-x mol% Sn با درصدهای مولی مختلف Sn (mol% 15-10-5-1) کلسینه شده در دمای C˚۴۷۵ را نشان می­دهد. پیک تفرقی در زاویه ˚۵/۲۵ مربوط به صفحه (۱۰۱) از فاز آناتاز (JCPDS 21-1272) و در زاویه تفرقی ۶/۲۷ مربوط به صفحه (۱۱۰) از فاز روتایل (JCPDS 21-1276) تیتانیا می­باشد. مطابق الگوی XRD، نمونه­ شامل تیتانیا بدون حضورSn (Pure TiO2) فقط شامل فاز آناتاز می­باشد. همچنین پیک­های تفرقی SnO₂ در هیچکدام از الگوهای XRD مشاهده نشده است که این نتایج حاکی از شرکت کاتیون­های Sn⁴⁺ در شبکه کریستالی TiO₂ می­باشد. پیک­های تفرقی فاز روتایل در این نمونه­ها، با افزایش درصد Sn در شبکه تیتانیا، به استحاله فازی آناتاز به روتایل کمک کرده است. به عبارت دیگر، حضور Sn منجر به پیشرفت استحاله آناتاز به روتایل شده است که علت این امر احتمالاً به­ دلیل ساختار کریستالی روتایل است که شبیه به ساختار فاز Cassiterite از SnO₂ می­باشد [۱۲۸-۱۲۶]. همچنین با­توجه به این نتایج، مشاهده می­ شود که موقعیت پیک­های (۱۰۱) از فاز آناتاز (˚۵/۲۵=θ۲) و (۱۱۰) از فاز روتایل (˚۵/۲۷=θ۲)، با افزایش مقدار Sn در شبکه کریستالی تیتانیا به زاویه تفرقی کم­تر شیفت کرده ­اند. این نتایج حاکی از تعویض کاتیون­های Ti و Sn درشبکه TiO₂ با افزایش مقدار Sn می­باشد. از طرفی به­ دلیل این­که الکترونگاتیویته و شعاع یونی کاتیون­های Sn⁴⁺ (Å ۷۱/۰، ۸/۱) نزدیک به Ti⁴⁺ (Å ۶/۰، ۵/۱) در شبکه TiO₂ می­باشد [۱۲۹]،
پیش ­بینی می­ شود که کاتیون­های Sn⁴⁺ به عنوان دوپنت جایگزین کاتیون­های Ti⁴⁺ در شبکه TiO₂ شوند. همچنین به­ دلیل شعاع یونی بزرگ­تر کاتیون­های Sn⁴⁺ نسبت به Ti⁴⁺، دوپ شدن Sn در شبکه TiO₂، منجر به ایجاد اعوجاج و همچنین افزایش پارامترهای شبکه و حجم سلول واحد شده است.
۲ Theta (deg.)
Pure TiO₂
T- 5% Sn
T- 10% Sn
T- 15% Sn
(۱۰۱)
(۱۱۰)
(۱۱۰)
(۰۰۴)