I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o El e c tr i c a l   an d   C o m p u te r   En gi n e e r i n g   (I JEC E )   V o l .   10 ,   N o .   2 A pr i l   2020 ,   p p.   1782 ~ 179 0   IS S N :   2088 - 8708 D O I:   10. 1 1591 / i j e c e . v 10 i 2 . p p1782 - 1790             1782       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e c e . i ae s c or e . c om / i nd e x . php / IJ E CE   E n h a n c i n g   t h e   p h o t o c a t a l y t i c   a c t i v i t y   o f   c o m m e r c i a l   P 2 5      p o w d e r   b y   c o m b i n i n g   w i t h   h a n d m a d e   N i - d o p e d      p o w d e r       Y o s h i k i   K u r o k aw a,   D an g   T r an N gu ye n ,   K o z o   Tagu c h i   D e pa r t m e nt   of   S c i e nc e   a nd  E ng i ne e r i ng ,   R i t s um e i ka U ni ve r s i t y ,   J a pa n       A r t i c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   Re c e i v e d   A pr   15 ,   201 9   Re v i s e O c t   24 ,   2 019   A c c e pt e N ov   4 ,   2019       T i t a ni um   di o xi d e   ( TiO 2 )   i s   t h e   m os t   po pul a r   phot oc a t a l y t i c   m a t e r i a l .   H ow e ve r ,   i t s   ope r a t i on  i s   l i m i t e t U V   l i g ht   onl y .   I t hi s   pa pe r ,   w e   t r i e t o   i m pr ove   t he   v i s i b l e   l i g ht   r e s pons i ve ne s s   of   TiO 2   b y   dopi ng   N i c ke l   ( N i )   us i ng   t he   s ol - g e l   m e t hod.   B y   c om bi ni ng   N i - dope T i O 2   pow de r   w i t c om m e r c i a l l a va i l a bl e   P 25  TiO 2   pow de r   t m a ke   ph ot oc a t a l y t i c   t hi f i l m s ,   s i g ni f i c a nt   i m pr ove m e n t   i pho t oc a t a l y t i c   a c t i vi t y   ha s   be e obt a i n e d.   F ur t he r m or e ,   w e   a l s s t ud i e t he   r e l a t i on s h i b e t w e e t he   s ur f a c e   c on di t i o of   phot oc a t a l y t i c   t hi f i l m s   a nd   t he i r   phot oc a t a l y t i c   a c t i vi t y .   T h e   s ur f a c e   c ondi t i on  w a s   i m pr ove d   by   t he   m ul t i l a y e r   e l e c t r ophor e s i s   de po s i t i o m e t h od.   B a s e on  e x pe r i m e nt a l   r e s ul t s ,   by   c om bi ni ng   10   20  w t %   N i - do pe d   TiO 2   w i t h   P 25  T i O 2 ,   w e   c oul s i g ni f i c a nt l y   e nha n c e   t he   p hot oc a t a l y t i c   a c t i vi t y   of   P 25  TiO 2 .   Ke y w or d s :   M u l t i l a y e t h i n   f i l m   Ni - dope Ti O 2   po w d e r   P 25   c om m e r c i a l   po w d e r   P h ot oc a t a l y s t   S ol - g e l   m e t h od   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e   A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   K oz T a g u c h i   D e pa rt m e n t   of   S c i e n c e   a n E n g i n e e r i n g ,   Ri t s um e i ka n   U n i v e r s i t y ,   1 - 1 - N oj i - h i g a s h i ,   K us a t s u ,   S h i g a ,   J a pa n .   E m a i l :   t a g u c h i @ s e . r i t s um e i . a c . j p       1.   I N TR O D U C TI O N     W a t e qu a l i t y   pol l u t i on   i s   be c om i ng   a n   e nv i r on m e n t a l   p r ob l e m   a l l   ov e t h e   w o rl d .   T h e   c a u s e s   a r e   dom e s t i c   a n i n du s t r i a l   w a s t e w a t e r.   D om e s t i c   w a s t e w a t e i s   w a s t e w a t e d i s c h a r g e f r om   t oi l e t s ,   ba t h s ,   a n ki t c h e n .   I n dus t r i a l   w a s t e w a t e i s   d r a i n a g e   f r om   m a c h i ne   p roc e s s i ng ,   f ood  p r oc e s s i ng   f a c t o r i e s ,   e t c .   Re s e a r c h e r s   a r e   m ot i v a t e t o   s ol v e   w a s t e w a t e p r ob l e m s   [1 - 4] A   ph ot oc a t a l y s t   i s   a   m a t e r i a l   t h a t   c a u s e s   c h e m i c a l   r e a c t i on   us i ng   l i gh t   e n e r g y .   I t   h a s   be e n   u s e i n   t he   e n e r g y   f i e l d,   m e di c a l   f i e l d,   a n e n v i r on m e n t a l   f i e l d   [ 5,   6] .   A s   ph ot oc a t a l y s t   m a t e ri a l s ,   t i t a n i um   di ox i de   ( Ti O 2 ),   c a dm i um   s u l f i de   ( Cd S ),   i r on   (III)  ox i de   ( Fe 2 O 3 ),   t u n gs t e n   t r i ox i de   ( WO 3 ) ,   z i n c   ox i de   ( Z n O )   a r e   u s e d.   A m o ng   t he m ,   Ti O 2   i s   popu l a r l y   u s e du e   t ( 1 )   ph ys i c a l l y   a n d   c h e m i c a l l y   s t a b le ,   (2 h i g h   ph ot oc a t a l y t i c   a c t i v i t y ,   ( 3 n on - t ox i c i t y ,   a n ( 4 l o w   p ri c e   [ 2,   7,   8] T h e   s un l i gh t   i s   a n   i m port a n t   e l e m e n t   i n   t h e   ph ot o c a t a l y t i c   re a c t i on   [2 ,   9] .   T h e   l i g h t   re a c h i n g   t h e   g r ou n f r o m   t h e   s un   c on t a i n s   w a v e l e n g t h s   i n   t h e   r a n g e   f ro m   290   nm   t o   400 0   nm .   T h e   ra n g e   f r om   100   n m   t 4 00   nm   w a v e l e n g t h   i s   c a l l e d   u l t ra v i ol e t   l i g h t   ( U V   l i g h t ),   f r om   400   nm   t 800   n m   w a v e l e n g t h   i s   c a l l e d   v i s i bl e   l i g h t   [ 10 ] Ti O 2   us e a s   a   ph ot o c a t a l ys t   h a s   3. e V   ba n dg a p,   s t h e   l i g h t   h a v i n g   a   w a v e l e n g t h   s h or t e r   t h a n   380   nm   ( U V   l i g h t i s   re qu i r e d   f o a c t i v a t i n g   t h e   ph ot oc a t a l y t i c   a c t i v i t y   of   Ti O 2   [ 11 ] .   T h e   s un l i g h t   c on t a i n s   on l y   a bou t   -   %   U V   l i g h t .   T h e re f or e ,   t i n c re a s e   t h e   ph ot oc a t a l y t i c   e f f i c i e n c y   of   Ti O 2 ,   re s e a r c h   f or   e f f e c t i v e   u s e   o t h e   s un l i gh t   i s   n e c e s s a r y   [ 1,   12 1 3 ] .   I n   t h i s   re s e a r c h ,   w e   t r i e d   t o   i m pr ov e   t h e   ph ot o c a t a l y t i c   a c t i v i t y   of   Ti O 2   by   dop i n g   n i c ke l   t i t s   c r y s t a l   s t r u c t u r e .   T o   m a ke   N i - dope Ti O 2 ,   w e   u s e t h e   s ol - ge l   m e t h od   [ 1 4 ] .   T h i n   f i l m s   of   Ti O 2   w e r e   f a br i c a t e d   by   t h e   e l e c t r oph o r e s i s   de pos i t i on   (E P D m e t h od.   T h i n   f i l m s   m a de   of   c om m e r c i a l l y   a v a i l a bl e   P 25  Ti O 2   po w d e r   c om bi n e w i t h   t h e   h a n dm a de   N i - dope d   Ti O 2   po w d e r   w e re   i n v e s t i g a t e d   t o   i m pr ov e   t h e   ph ot o c a t a l y t i c   e f f i c i e n c y .   M e t h y l e n e   bl u e   ( M B d e g ra da t i on   e x pe r i m e n t   w a s   u s e t o   c h a ra c t e ri z e   t h e   ph ot oc a t a l y t i c   e f f i c i e n c y   of   t h e   f a b r i c a t e d   t h i n   f i l m s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   Com E n g     IS S N :   2088 - 8708       E nha n c i n t he   pho t oc at a l y t i c   a c t i v i t y   o f   c om m e r c i a l   P 25   T i O 2   pow de r   ( Y os hi k i   Kur ok aw a )   1783   2.   R ES EA R C H   M ET H O D     2. 1 .     F ab r i c ati n g   N i - d o p e d     p o w d e r   b y   s o l - ge l   m e th o d   T h e   s ol - g e l   p r o c e s s   i s   a   m e t h od  f or  p r o du c i n g   s ol i pa rt i c l e s   f r om   m ol e c u l e s .   H y dr o l y s i s   a n d   pol y c on de ns a t i on   r e a c t i on s   a re   re pe a t e i n   s ol   s ol u t i on   a n d   g e l   s t a t e .   T h e n ,   t h e   g e l   i s   d r i e a n u n de r g on e   h e a t   t r e a t m e n t .   T h e   a dv a n t a g e   of   t h i s   m e t h od  i s   t h a t   i t   c a n   be   a ppl i e d   t o r g a n i c   a n i n or g a n i c   m ol e c u l e   hy br i d   m a t e ri a l s .   T h e   p r e p a ra t i on   of   Ti O 2   po w de by   t h i s   m e t h od  c a n   b e   re p re s e n t e by   t h e   f ol l o w i n e qu a t i on   [1 5 1 6 ] .      [  (  3 ) 2 ] 4 + 2 2  2 + 4 (  3 ) 2    ( 1 )     T s yn t h e s i z e   N i - dope d   Ti O 2   po w d e r   by   s ol - g e l   m e t h od,   w e   m i xe m l   t i t a n i um   t e t r a i s opr opox i d e   ( W a ko,   J a p a n ),   20   m l   e t h a n ol   ( W a ko ,   J a pa n ),   m l   de i on i z e w a t e ( W a ko,   J a pa n ) ,   a n 0 . 029   g   Ni ( NO 3 ) 2 6H 2 O   ( W a ko,   J a p a n )   i n   a   g l a s s   be a ke r   u s i ng   a   m a gn e t i c   s t i rr e (A S O N E ,   R S - 6D N )   rot a t i n g   a t   t h e   s pe e of   500  r pm   f or   h ou r .   T h e n ,   t h e   p re p a r e d   s ol u t i on   w a s   dri e d   a t   1 00  o f o r   a bou t   h ou r s .   A f t e r   t h a t ,   t h e   obt a i n e d ri e d   g e l   w a s   g r ou n i n   a   m or t a r   t be c om e   f i n e   pow d e r .   T h e   pow d e r   w a s   a n n e a l e a t   650     f or   1   h ou r   w i t h   a n   e l e c t ri c   f u r n a c e   ( A S O N E   S M F - 1)  t o   obt a i n   c r y s t a l l i n e   Ni - dope d   Ti O 2   pow d e r   (l i g h t   y e l l o w   c o l o r)  [1 3 , 1 7 - 1 9 ] .   T h i s   pow d e i s   c a l l e a s   N i - S P   p o w de r.     2. 2 .     F ab r i c ati n g     th i n   f i l m   b y   EP D   m e th o d   E P D   m e t h od  i s   a   m e t h od  us e f or   d e pos i t i n g   m i n u t e   pa r t i c l e s   on   a   c on du c t i n g   s u b s t r a t e   by   a n   e x t e r n a l   e l e c t r i c   f i e l d .   Ba s e on   t h i s   m e t h od,   a   t h i n   f i l m   w i t h   c on t r ol l a b l e   t h i c kn e s s   c a n   be   p r o du c e d .   U n de a n   a pp l i e d   e x t e r n a l   e l e c t r i c   f i e l d ,   Ti O 2   p a r t i c l e s   i n   a   c o l l o i s ol u t i on   a re   pos i t i v e l y   c h a r g e a n m ov e d   t t h e   n e g a t i v e ly   c h a r g e d   e l e c t r o de   [ 20 - 23 ] .   Com m e r c i a l l y   a v a i l a b l e   P 25   Ti O 2   pow de ( p a r t i c l e   s i z e :   20   n m )   a n a   s u i t a bl e   a m ou n t   of   f a br i c a t e N i - S P   po w de w e re   m i x e w i t h   e t h a n ol   a t   t h e   s pe e d   of   700  rpm   f or   h ou r   by   a   m a gn e t i c   s t i rre t o   m a k c ol l oi d   s ol u t i on   f or   E P D .   F i g u r e   s h ow s   t h e   s e t u us e f or   c on du c t i ng  E P D .   A n   a l u m i n um   pl a t e   ( u s e a s   t h e   a n ode   e l e c t r od e   (2 ×   20   ×   1   m m ) a n a n   F T O   g l a s s   ( us e a s   t h e   c a t h ode   e l e c t rode   ( 20   ×   2 ×   1. 8   m m ))   w e r e   p l a c e d   a t   10   m m   i n   pa r a l l e l   i n t t h e   p re p a r e c ol l oi d   s ol u t i ons .   T c on du c t   E P D ,   a   c on s t a n t   c u rr e n t   of   0. 12   m A   ( g e n e ra t e by   a   c u rre n t   s ou r c e ,   A D V A N T E S T   R6144 w a s   a pp l i e to   t h e   t w e l e c t r od e s .     T m a ke   s i ng l e - l a y e r   t h i n   f i l m s ,   E P D   w a s   c on du c t e 10 s e c on ds   c on t i nu ous l y .   O n   t h e   o t h e r   h a n d,   t o   m a ke   m u l t i l a y e t h i n   f i l m s   ( f ou r   l a y e r s ),   E P D   w a s   c on du c t e d   f ou t i m e s ;   e a c h   t i m e   l a s t e d   25   s e c on ds   f ol l ow e by   d r y i n g   a t   60   f o r   m i n u t e .   T h e   de p os i t e a re a s   on   F T O   s u b s t r a t e s   w e r e   1 0 × 2 m m .   A f t e c om pl e t i n g   de p os i t i on ,   a s - f a br i c a t e d   t h i n   f i l m s   w e re   a nn e a l e d   i n   t h e   a i a t   400 ℃  ( 5 mi n u t e   h e a t i n g   ra t e f or  1   h ou r.   Bo t h   s i ng l e - l a y e a n f ou r - l a y e t h i n   f i l m s   h a t h e   s a m e   t h i c kn e s s   of   a bou t   15   µ m .   M ore ov e r ,   a   s c a n n i ng   e l e c t r on   m i c r os c ope   (S E M ,   H I T A CH S 430 0 w a s   u s e t o   obs e r v e   N i - S P   po w d e r ,   s i n g l e - l a y e r   t h i n   f i l m   s u r f a c e ,   a n m u l t i l a y e r   t h i n   f i l m   s u r f a c e .   A n   X - r a y   di f f r a c t i on   s pe c t ros c opy   (X R D ,   P A N a l y t i c a l )   w a s   us e t m e a s u r e   c r y s t a l l i n e   m or ph ol og a n qu a n t i t a t i v e   a n a l y s i s   of   P 25  pow de r   a n d   Ni - S P   po w d e r .   A   U V - v i s   s pe c t r oph ot om e t e (S H I M A Z U ,   U V - 3600)   w a s   us e t e v a l u a t e   t h e   l i g h t   a bs or pt i on   ba n of   t h e   f a b r i c a t e d   t h i n   f i l m s .             F i g u r e   1 .   S e t u f or  c on du c t i n g   E P D       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   I n t   J   E l e c   &   Com E n g ,   V o l .   10 ,   N o.   2 A pri l   2020   :     1782   -   1790   1784   2. 3 .     P h o to c atal yti c   ac ti v i ty  an d   p h o to c atal yti c   d e gr ad a ti o n   o M B   T h e   ope ra t i on   p ri n c i pl e   of   Ti O 2   w o rki n g   a s   a   ph ot o c a t a l y s t   i s   s h ow n   i n   F i g u r e   2 .   A s s um i ng   t h a t   Ti O 2   i s   pu t   i n   a   s ol u t i on   c on t a i n i n g   or g a n i c   m a t t e r s .   W h e n   U V   l i g h t   i rra d i a t e s   t o   ph ot oc a t a l y t i c   Ti O 2 e l e c t ro n s   a re   e x c i t e d   f r om   t h e   v a l e n c e   b a n t o   t h e   c on du c t i o n   ba n d.   P os i t i v e   h ol e s   a r e   p r e s e n t   i n   t h e   v a l e n c e   ba n ( h VB + a n e l e c t r on s   a re   p re s e n t   i n   t h e   c on du c t i on   b a n ( e CB a   s h ow n   i n   (2 ) .   P os i t i v e   h ol e s   de p ri v e   e l e c t ron s   of   t h e   (O H g r ou of   w a t e i n   c on t a c t   w i t h   t h e   ph ot oc a t a l y s t   s u r f a c e s .   H y d r ox i de   i on s   a r e   d e p ri v e d   of   e l e c t r on s   a n be c om e   h y dr ox y l   ra di c a l s .   H y dr ox y l   ra di c a l s   t a ke   e l e c t ron s   f r o m   n e a r by   o r g a n i c   m a t t e t c h a n g e   f r om   a n   uns t a bl e   s t a t e   t s t a bl e   s t a t e   a s   s h ow n   i n   ( 3 ) .   E l e c t ron s   i n   t h e   c on du c t i on   ba n r e du c e   ox yg e n   t s u pe r ox i d e   a n i on s   ( O 2 a   s h ow n   i n   ( 4) .   H y d r ox y l   ra di c a l   a n s u pe r ox i de   a n i on   a re   c a l l e re a c t i v e   ox y g e n   a n t h e y   h a v e   s t r on g   ox i di z i n g   pow e r .   T h e y   a t t a c k   o r g a n i c   m a t t e p re s e n c e   n e a r   t h e   s u r f a c e s   of   t h e   ph ot oc a t a l y s t .   U l t i m a t e l y ,   t h i s   pr o c e s s   c a u s e s   c om pl e t e   de g r a d a t i on   of   o r g a n i c   m a t t e r s   i n t o   h a r m l e s s   m ol e c u l e s   [ 3 ,   2 4 ] .     Ti O 2 + h γ   h VB + + e CB   ( 2 )     H 2 O + h VB +   OH + H +   ( 3 )     O 2 + e CB   O 2   ( 4 )           F i g u r e   2 .   P h ot oc a t a l y t i c   ope ra t i on   p r i n c i pl e   of    2       T h e   ph ot oc a t a l y t i c   a c t i v i t y   of   t h e   f a b r i c a t e t h i n   f i l m s   w a s   e v a l u a t e d   ba s e d   on   t h e i r   M B   de g r a d a t i on   ra t e s .   M B   ph ot oc a t a l y t i c   de c om po s i t i on   c a n   be   re p re s e n t e a s   s h ow n   i n   (5 ) .   T h i s   e x pe ri m e n t   w a s   pe r f or m e us i ng   10  µ M   M dy e   s ol u t i on   i l l um i n a t e by   a   U V   l i g h t   s ou r c e   ( T O S H I BA ,   F L 20 S - BL   l a m p),   w h i c i l l u m i n a t e s   U V   l i g h t   a n l i t t l e   v i s i bl e   l i g h t   ( 400   -   500   nm ) .   A s   s h ow n   i n   F i g u r e   3 ,   s m a l l   t ra n s pa r e n t   p l a s t i c   c on t a i n e r s   w e re   f i l l e d   w i t h   m l   of   t h e   M s ol u t i on .   T h e n ,   t h e   f a br i c a t e d   t h i n   f i l m s   w e re   i m m e r s e i n   t h e s e   c on t a i n e r s .   A f t e r   t h a t ,   t h e y   w e r e   i rra d i a t e d   by   t h e   U V   l a m w i t h   a   5   c m   di s t a n c e   f r o m   t h e   l a m p.   E v e r y   on e - h ou r   i n t e r v a l ,   1   m l   s ol u t i on   w a s   t a k e n   ou t   of   e a c h   c on t a i n e r   f o r   m e a s u r i n g   t h e   t ra n s m i t t a n c e   by   a   U V - v i s   s pe c t r oph ot om e t e r.   A f t e t h e   m e a s u r e m e n t ,   w e   r e t u r n e d   t h e   t a ke n - ou t   s ol u t i on   t o   t h e   c o rre s pon di ng   c on t a i n e f or   f u r t h e r   ph ot o c a t a l y t i c   de g ra d a t i on   e x pe r i m e n t s .   W e   re pe a t e t h e   m e a s u r e m e n t   s i x   t i m e s   i n   t ot a l .     T h e   a bs or ba n c e   ( A BS c a n   b e   e x p r e s s e a s   s h ow n   i n   (6)  u s i ng   t h e   m e a s u r e d   t ra n s m i t t a n c e .   T h e   M de g r a da t i on   ra t e   i s   pr o po r t i on a l   t o   t h e   a bs or b a n c e ,   w h i c h   i s   c a l c u l a t e u s i ng   a   s h ow n   i n   ( 7 [ 1 ,   2 ,   2 5 ] .     C 16 H 18 N 3 S C l + 25 . 5 O 2 P ho t o c at al y s i s   ( T i O 2 )                               16 CO 2 + 6H 2 O + H C l + H 2 SO 4 + 3 H N O 3   ( 5 )     A bso r ba n c e   ( A B S ) = ln ( 0 )   ( 6 )     w h e r e , T 0 :   i n i t i a l   t r a n s m i t t a n c e   a n T t :   T r a n s m i t t a n c e   a t   g i v e n   t i m e     MB   d e g r a d a t i o n   r a t e   ( % ) = (  0  )  0 × 100   ( 7 )     w h e r e ,   0   a n    a r e   t h e   c on c e n t ra t i on s   o f   t h e   M s ol u t i on   a t   t i m e   0   a n t ,   re s pe c t i v e l y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   Com E n g     IS S N :   2088 - 8708       E nha n c i n t he   pho t oc at a l y t i c   a c t i v i t y   o f   c om m e r c i a l   P 25   T i O 2   pow de r   ( Y os hi k i   Kur ok aw a )   1785       F i g u r e   3 .   T op   di a g ra m :   e x pe r i m e n t a l   s e t u of   t h e   M d e g ra d a t i on   e x pe r i m e n t .   Bot t om   di a g r a m :   b e f ore   l i g h t   e x pos u r e   ( l e f t a n a f t e l i g h t   e x po s u r e   (r i g h t )       3.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S     3. 1 .     P o w d e r   c h a r ac te r i z ati o n   S E M   i m a g e s   a t   di f f e r e n t   m a gn i f i c a t i on   of   N i - S P   po w d e r   s ho w n   i n   F i g u r e   4 S E M   i m a g e s   of   N i - S P   pow d e a r e   s h ow n   i n   F i g u r e   4.   T h e   di a m e t e of   N i - S P   pa rt i c l e s   i s   e s t i m a t e d   a bou t   10 0   nm .   T h e re f ore ,   N i - S P   pa r t i c l e s   a re   a bou t   5   t i m e s   l a r g e t h a n   P 25   p a r t i c l e s   ( 20   n m   di a m e t e r).   F i g u r e   5   s h ow s   t h e   X R D   m e a s u r e m e n t   da t a   of   N i - S P   a n P 25   po w de r s .   T h e s e   pow de r s   h a v e   s t r on g   di f f r a c t i on   pe a ks   i n   a n a t a s e   a n r u t i l e   c r y s t a l   f or m s .   A n a t a s e   pe a ks   r e c og n i z e a t   25 . 27° ,   3 7. 7 ,   38 . 56° ,   48. 05° ,   53. 8 ,   55 . 00° ,   62 . 19° ,   6 8. 73° ,   70. 34° ,   75. 12°   [ 26 ] .   G e n e ra l l y ,   Ti O 2   a n a t a s e   c a u s e s   p h ot oc a t a l y t i c   re a c t i on s .   F u r t h e r m or e ,   N i - S P   po w d e r   s h ow e t w o   pe a ks   a t   33 . 13°   a n 49. 4   t h a t   w e re   a bs e n c e   i n   P 25   po w d e r.   T h e s e   a re   t w o   p e a ks   of   N i T i O 3   [ 27 ] .   Ba s e on   t h e   re s u l t   of   t h e   qu a n t i t a t i v e   a n a l y s i s   of   X R D   d a t a ,   N i - S P   c on t a i n e d   74   of   a n a t a s e ,   12   of   r u t i l e ,   a n d   14   of   N i T i O 3   w h i l e   P 25   c on t a i n e 79   of   a n a t a s e   a n 2 1   of   r u t i l e .   F r om   t h e s e   re s u l t s ,   i t   c a be   i n f e rr e d   t h a t   t h e   n i c k e l - dope d   Ti O 2   w a s   s u c c e s s f u l l y   s yn t h e s i z e by   t h e   s ol - g e l   m e t h od.           F i g u r e   4 .   S E M   i m a g e s   a t   d i f f e r e n t   m a g n i f i c a t i on   of   N i - S P   pow d e r           F i g u r e   5 .   X R D   di f f r a c t i on   pa t t e r n s   of   N i - S P   a n P 25   po w d e rs   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   I n t   J   E l e c   &   Com E n g ,   V o l .   10 ,   N o.   2 A pri l   2020   :     1782   -   1790   1786   3. 2 .     S i n gl e - l aye r   th i n   f i l m s   3. 2 . 1   S i n gl e - l ay e r   th i n   fi l m s   o P 25  an d   N i - SP   UV - v i s   s pe c t ra   of   t h e   s i n g l e - l a y e r   t h i n   f i l m s   of   P 25  a n N i - S P   a r e   s h ow n   i n   F i g u r e   6 .   T h e   P 25   t h i n - f i l m   a b s or be d   on l y   l i g h t   w i t h   w a v e l e n g t h   s h or t e r   t h a n   400  nm   ( U V   l i g h t ) .   T h i s   l i g h t - a bs or bi n g   c h a r a c t e ri s t i c   i s   ori g i n a l l y   pos s e s s e by   Ti O 2 .   O n   t h e   o t h e r   h a n d,   t h e   N i - S P   t h i n - f i l m   a bs or be d   l i g h t   w i t h   w a v e l e n g t s h or t e t h a n   400   n m   a n w a v e l e n g t h   f r om   400  t o   50 n m .   F rom   t h i s   r e s u l t ,   i t   c a n   be   c on f i r m e t h a t   d opi n g   N i   t Ti O 2   ca n   e x t e n t h e   a bs o r pt i on   ba n of   Ti O 2   t o   l i t t l e   v i s i bl e   l i g h t .     T h e   M de g ra da t i on   r a t e s   of   t h e   s i ng l e - l a y e r   t h i n   f i l m s   of   P 25  a n N i - S P   a r e   di s pl a y e i n   F i g u r e   7 .   A   s u r pr i s i n g   r e s u l t   h a s   be e n   ob t a i n e d.   A l t h ough   t h e   N i - S P   t h i n   f i l m   c ou l a bs or b   l a r g e r   l i g h t   ba n t h a n   t h e   P 25   t h i n   f i l m ,   t h e   h i g h e r   d e g ra da t i on   ra t e   w a s   obt a i n e d   w i t h   t h e   P 25   t h i n   f i l m   w i t h   62 . 31   a f t e r   6 - h o u r   l i g h t   e x pos u r e   w h i l e   t h e   N i - S P   t h i n   f i l m   s h ow e d   t h e   l o w e de g ra d a t i on   ra t e   of   47 . 83  a f t e r   6 - h ou r   l i g h t   e x pos u r e .   T h i s   r e s u l t   m a y   be   a t t ri bu t e t l a r g e r   pa rt i c l e   s i z e   of   N i - S P   (5  t i m e s )   l e a d i n g   t l o w e s u r f a c e   a r e a ;   a n l o w e a n a t a s e   c r y s t a l   ra t i o   t h a n   P 2 (a n a t a s e   i s   t h e   m a i n   c a us e   of   ph ot oc a t a l y t i c   r e a c t i on ) .           F i g u r e   6 .   U V - v i s   s pe c t r a   of   s i ng l e - l a y e t h i n   f i l m s   of   P 25   a n N i - SP   F i g u r e   7 .   P h ot oc a t a l y t i c   de g ra d a t i on   ra t e s   of   M dy e   by   s i ng l e - l a y e t h i n   f i l m s   of   P 25  a n N i - SP       3. 2 . 2.   C o m b i n i n N i - S P   w i th   P 25  t o   i m p r o v e   th e   o v e r al l   p h o t o c atal yti c   ac t i v i ty   T u t i l i z e   t h e   l a r g e r   l i g h t   a bs or pt i on   ba n of   N i - S P ,   w e   t r i e t e n h a n c e   t h e   ov e r a l l   ph ot oc a t a l y t i c   a c t i v i t y   by   c om bi n i ng   N i - S P   w i t h   P 25 .   T a b l e   s h ow s   s i ng l e - l a y e r   t h i n - f i l m   s a m pl e s   m a de   of   di f f e r e n t   ra t i os   o f   N i - S P   a n P 25  po w de r s .   T h e   S E M   i m a g e s   of   t h e   s u r f a c e s   of   s a m pl e s   A ,   C,   E ,   a n G   a re   s h ow n   i n   F i g u r e   8   ( A ),   ( C ),   (E ),   a n (G ),   r e s pe c t i v e l y .   B e c a u s e   of   t h e   s i n g l e - l a y e s t r u c t u r e ,   m a ny   c r a c ks   c ou l d   b e   obs e r v e d   on   t h e s e   s a m pl e s   s u r f a c e s   [ 28 ] .   UV - v i s   s pe c t ra   of   s a m pl e s   A   ( N i - S P   on l y ) ,   E   (c om bi n i ng   N i - S P   a n P 2 5 ) ,   a n G   (P 25  on l y )   a re   s h ow n   i n   F i g u r e   9 .   O bv i ou s l y ,   s a m pl e   E   s h ow e d   t h e   c om bi n i n g   c h a r a c t e r i s t i c s   of   s a m pl e s   A   a n G   w i t h   h i gh  l i g h t   a bs orba n c e   i n   U V   l i g h t   a n d   l i t t l e   a bs or b a n c e   i n   v i s i bl e   l i g h t   ( 400     500   n m ) .   F i g u r e   10   s h ow s   t h e   M de g r a da t i on   ra t e s   a s   a   f u n c t i on   of   l i g h t   e x pos u r e   t i m e   o b t a i n e d   w i t h   s a m pl e s   -   G .   I n   t h e   s a m e   l i g h t   e x pos u r e   pe ri od ,   s a m pl e   E   (P 2 5   83   w t a n N i - S P   17   w t %)  s h ow e d   t h e   h i g h e s t   M B   d e g ra da t i on   ra t e   of   68. 84  %.   M e a n w h i l e ,   s a m pl e   A   ( N i - S P   on l y )   s h ow e t h e   l ow e s t   M de g r a d a t i on   ra t e   o f   47. 83   %.   I n   a dd i t i on ,   s a m pl e s   B,   C,   D ,   F ,   G   s h ow e t h e   M de g ra da t i on   r a t e s   of   51. 61  %,   56. 0 %,   62 . 80   % ,   67 . 5 %,   62. 31   %,   re s pe c t i v e l y .   Com pa r i n g   s a m pl e   E   a n s a m pl e   G ,   t h e   M de g r a d a t i on   r a t e   h a s   be e n   i m pr ov e a bou t   10. 0   %.   B a s e on   t h i s   e x pe ri m e n t ,   i t   c a n   b e   c on f i r m e t h a t   by   m i x i n g   a bou t   10   -   20   w t N i - S P   t P 2 5,   w e   c ou l e n h a n c e   t h e   ov e r a l l   ph ot oc a t a l y t i c   a c t i v i t y   of   t h e   c om m e r c i a l   P 2 p ow de r.       T a bl e   1 .   S i n g l e - l a y e s a m pl e s   m a de   of   di f f e re n t   ra t i os   of   N i - S P   a n P 25  po w de r s   S a m pl e     P 25   (w t %)   Ni - S P   (w t %)   L a y e r   A   0   100   S i n g l e   l a y e r   B   16   84   S i n g l e   l a y e r   C   50   50   S i n g l e   l a y e r   D   66   34   S i n g l e   l a y e r   E   83   17   S i n g l e   l a y e r   F   91   9   S i n g l e   l a y e r   G   100   0   S i n g l e   l a y e r     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   Com E n g     IS S N :   2088 - 8708       E nha n c i n t he   pho t oc at a l y t i c   a c t i v i t y   o f   c om m e r c i a l   P 25   T i O 2   pow de r   ( Y os hi k i   Kur ok aw a )   1787       F i g u r e   8 .   S E M   i m a g e s   of   s o m e   s i ng l e - l a y e r   t h i n   f i l m s   (( A ),   (C),   (E ),   a n d   ( G re p re s e n t   s a m pl e s   A ,   C,   E ,   a n G ,   re s pe c t i v e l y a n f o u r - l a y e t h i n   f i l m s   (( A A ) ,   ( C C ) ,   (E E ),   a n ( G G re p re s e n t   s a m pl e s   A A ,   CC,   E E ,   a n G G ,   r e s pe c t i v e l y )           F i g u r e   9 .   U V - v i s   s pe c t r a   of   s a m pl e s   A ,   E ,   a n G   F i g u r e   10 .   P h ot o c a t a l y t i c   de g r a d a t i on   r a t e s   of   M dy e   by   s a m pl e s   A     G       3. 3 .     M u l ti l aye r   th i n   f i l m s   (fo u r   l ay e r s )   I n   o rde t o   re du c e   c ra c ks   on   t h e   t h i n - f i l m   s u r f a c e ,   w e   f a bri c a t e d   m u l t i l a y e t h i n   f i l m s   w i t h   f ou r - l a y e r   s t r u c t u r e .   T a b l e   s h ow s   m u l t i l a y e r   t h i n - f i l m   s a m pl e s   m a de   of   di f f e r e n t   ra t i os   of   N i - S P   a n P 25   pow d e r s   ( t h e   s a m e   r a t i os   a s   s a m pl e s   i n   T a bl e   1 .   T h e   M B   d e g r a d a t i on   e x pe ri m e n t   w a s   a l s c on du c t e u s i ng   t h e s e   m u l t i l a y e r   t h i n   f i l m s .   F i g u r e   8   s h ow s   S E M   i m a g e s   of   t h e   s u r f a c e s   of   s a m p l e s   A ,   C,   E ,   G ,   A A ,   CC,   E E ,   G G .   T h e   s i n g l e - l a y e r   t h i n   f i l m s   h a m a ny   c r a c ks   on   t h e i s u r f a c e   F i g u r e   8   ( A ) ,   ( C ),   (E ),   a n d   (G ) .   T h e s e   c ra c ks   c a u s e t o   re d u c e   t h e   s u r f a c e   a re a   of   t h e s e   t h i n   f i l m s .   O n   t h e   o t h e h a n d,   t h e re   w a s   a l m o s t   n c r a c obs e r v e on   t h e   s u r f a c e s   of   t h e   f o u r - l a y e r   t h i n   f i l m s   F i g u r e   8   ( A A )   (CC )   (E E (G G ) .   It   c a n   be   c on f i r m e t h a t   t h e   m u l t i l a y e f a bri c a t i on   m e t h od  c a n   i m pr ov e   t h e   qu a l i t y   of   t h e   t h i n   f i l m s .       T a bl e   2 .   M u l t i l a y e s a m pl e s   m a de   of   di f f e r e n t   r a t i os   of   N i - S P   a n P 25   po w d e r s   S a m p l e   P 2 5   (w t % )   Ni - S P   ( w t % )   L a y e r   AA   0   100   F o u l a y e r s   BB   16   84   F o u l a y e r s   CC   50   50   F o u l a y e r s   DD   66   34   F o u l a y e r s   EE   83   17   F o u l a y e r s   FF   91   9   F o u l a y e r s   GG   100   0   F o u l a y e r s         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   I n t   J   E l e c   &   Com E n g ,   V o l .   10 ,   N o.   2 A pri l   2020   :     1782   -   1790   1788   T h e   M de g r a d a t i on   r a t e s   of   s a m pl e s   A A     G G   a re   s h ow n   i n   F i g u r e   11 .   S i m i l a r   t t h e   s i n g l e - l a y e r   t h i n   f i l m s ,   s a m pl e   E E   (P 25  83   w t a n N i - S P   17   w t %)  a l s h a t h e   h i gh e s t   M de g r a da t i on   r a t e   of   75. 83   % .   M e a n w h i l e ,   s a m pl e   A A   (N i - S P   on l y )   a l s h a t h e   l o w e s t   M de g ra d a t i on   ra t e   of   54. 4 7 % .   T h e   M de g r a da t i on   ra t e s   of   s a m pl e s   BB,   CC ,   D D ,   F F ,   G G   w e r e   5 4. 96   %,   6 1. 1 %,   65 . 61   %,   7 5. 23   %,   67 . 30   % ,   re s pe c t i v e l y .   By   c om bi n i ng   N i - S P   w i t h   P 25 ,   t h e   M d e g ra d a t i on   ra t e   c ou l be   i m pr ov e 12. ( c om pa r i n sa m pl e   E E   w i t h   s a m pl e   G G ).   A l l   s a m pl e s   w i t h   f ou r   l a y e r s   a c h i e v e h i g h e M de g ra d a t i on   r a t e s   t h a n   t h a t   of   t h e   s i ng l e - l a y e s a m pl e s .   I f   c om pa r i n g   s a m pl e   E   a n s a m pl e   E E ,   t h e   M B   d e g ra da t i on   ra t e   h a s   be e n   i m pr ov e d   by   a bou t   10 . 0   ( f r om   68. 8 t 75 . 83   %).             F i g u r e   11 .   P h ot o c a t a l y t i c   de g r a d a t i on   r a t e s   of   M dy e   by   s a m pl e s   A A - GG       4.   C O N C LU S I O N     I n   t h i s   pa p e r ,   w e   u s e N i - dop e d   Ti O 2   pow de f a b r i c a t e d   by   t h e   s ol - g e l   m e t h od  t e n h a n c e     t h e   ph ot oc a t a l y t i c   a c t i v i t y   of   c om m e r c i a l   P 25   Ti O 2   po w d e r .   M u l t i l a y e E P D   f a b r i c a t i on   m e t h od  w a s   a l s u t i l i z e d   t o   i m pr ov e   t h e   qu a l i t y   of   t h e   t h i n   f i l m s ,   a s   a   r e s ul t ,   t h e   h i g h e r   M d e g ra da t i on   ra t e s   h a v e   be e n   obt a i n e d.   T h e   h a n d m a de   N i - S P   po w de s h ow e v i s i bl e   l i g h t   a bs or b a n c e   ( 400 - 500   nm ) .   B e c a u s e   of   l a r g e   pa r t i c l e   s i z e   (~   100   nm ) ,   N i - S P   t h i n   f i l m s   a c h i e v e l o w   p h ot oc a t a l y t i c   a c t i v i t y   i f   c om pa re w i t h   P 25   t h i f i l m s .   H ow e v e r,   by   c om bi n i ng   a   s u i t a bl e   a m oun t   of   N i - S P   w i t h   P 2 5,   s i g n i f i c a n t   i m pr ov e m e n t   i ph ot oc a t a l y t i c   a c t i v i t y   c ou l b e   obt a i n e d .       R EF ER EN C ES     [ 1]   M .   B .   F i s he r ,   D .   A .   K e a ne ,   P .   F e r nde z - I ñe z ,   J .   C o l r e a v y ,   S .   J .   H i nde r ,   K .   G .   M c G ui g a n,   a nd  S .   C .   P i l l a i ,   N i t r og e a nd   c oppe r   dope s ol a r   l i g ht   a c t i ve   T i O phot oc a t a l y s t s   f or   w a t e r   de c ont a m i na t i on,   A pp l .   C at al .   B   E nv i r on . ,   vol .   130,   pp.   8 13,   2013.   [ 2]   Ö .   K e r ke z - K u y um c u,   E .   K i ba r ,   K .   D a y ı o ğ l u,   F .   G e di k,   A .   N .   A n,   a nd  Ş .   Ö z ka r a - A y no ğ l u,   A   c om pa r a t i ve   s t udy   f or   r e m ova l   of   di f f e r e nt   d y e s   ove r   M / T i O ( M = C u,   N i ,   C o,   F e ,   M a nd  C r )   phot oc a t a l y s t s   unde r   v i s i bl e   l i g ht   i r r a di a t i on,   J .   P hot o c he m .   P hot ob i o l .   A   C he m . ,   vol .   311,   pp.   176 1 85,   2015.   [ 3]   M .   Y .   G ha l y ,   T .   S .   J a m i l ,   I .   E .   E l - S e e s y ,   E .   R .   S oua y a ,   a nd  R .   A .   N a s r ,   T r e a t m e nt   of   hi g hl y   pol l u t e pa pe r   m i l l   w a s t e w a t e r   by   s ol a r   phot oc a t a l y t i c   oxi da t i on  w i t s y nt he s i z e na no  T i O 2,   C he m .   E ng.   J . ,   vo l .   168,   no.   1,   pp.   446 45 4,   M a r .   2011.   [ 4]   P .   A .   P e ka ki s ,   N .   P .   X e kouko ul o t a ki s ,   a nd  D .   M a nt z a vi no s ,   T r e a t m e nt   of   t e x t i l e   dy e hous e   w a s t e w a t e r   b y   T i O 2   phot oc a t a l y s i s ,   W at e r   R e s . ,   vol .   40,   no.   6,   pp.   1276 1 286,   M a r .   2006.   [ 5]   H .   H u,   W .   X i a o,   J .   Y ua n,   J .   S hi ,   M .   C he n,   A nd  W .   S ha n g   G ua n ,   P r e pa r a t i ons   of   T i O f i l m   c oa t e on  f oa m   ni c ke l   s ubs t r a t e   by   s ol - g e l   pr oc e s s e s   a nd  i t s   phot oc a t a l y t i c   a c t i vi t y   f or   de g r a d a t i on  of   a c e t a l de hy de ,   J .   E nv i r on .   Sc i . ,   vol .   19,   no.   1,   pp.   80 85,   J a n.   2007.   [ 6]   G .   K e na na ki s ,   D .   V e r na r dou,   A .   D a l a m a g ka s ,   a nd  N .   K a t s a r a ki s ,   P hot oc a t a l y t i c   a nd  e l e c t r ooxi da t i on  pr o pe r t i e s   of   T i O t h i f i l m s   de po s i t e by   s ol g e l ,   C at al .   T od ay ,   vol .   240,   pp.   146 15 2,   F e b.   2015.   [ 7]   W. - C .   H un g ,   S . - H .   F u,   J . - J .   T s e ng ,   H .   C hu,   a nd  T . - H .   K o,   S t udy   on  phot oc a t a l y t i c   de g r a d a t i on  of   g a s e ous   di c hl or om e t ha ne   us i ng   pur e   a nd  i r on  i on - dope T i O pr e pa r e b y   t he   s ol g e l   m e t ho d,   C he m os phe r e ,   vol .   66,   no.   11,   pp.   2142 215 1,   F e b.   2007.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   Com E n g     IS S N :   2088 - 8708       E nha n c i n t he   pho t oc at a l y t i c   a c t i v i t y   o f   c om m e r c i a l   P 25   T i O 2   pow de r   ( Y os hi k i   Kur ok aw a )   1789   [ 8]   L .   J i ng ,   B .   X i n,   F .   Y ua n,   L .   X ue ,   A .   B a i qi   W a ng ,   a nd  H .   F u,   E f f e c t s   of   s ur f a c e   ox y g e va c a nc i e s   on  phot o phy s i c a l   a nd  phot oc he m i c a l   pr oc e s s e s   of   Z n - dop e T i O na nopa r t i c l e s   a nd  t he i r   r e l a t i o ns h i p s ,   J .   P hy s .   C he m .   B ,   vo l .   110,   no.   36,   pp.   17860 17 865,   2006.   [ 9]   R .   S .   D a r i a ni ,   A .   E s m a e i l i ,   A .   M or t e z a a l i ,   a nd  S .   D e hg h a npour ,   P hot oc a t a l y t i c   r e a c t i on  a nd  de g r a da t i on  of   m e t hy l e ne   bl ue   on  T i O 2na no - s i z e pa r t i c l e s ,   O pt i k   ( St u t t g) . ,   vol .   1 27,   no.   18,   pp.   7143 7154,   201 6.   [ 10]   M .   P .   B l a nc o - V e g a ,   J .   L .   G uz m á n - M a r ,   M .   V i l l a nue va - R odr í g ue z ,   L .   M a y a - T r e vi ño,   L .   L .   G a r z a - T ova r ,   A .   H e r nde z - R a m í r e z ,   L .   H i noj os a - R e y e s ,   P hot oc a t a l y t i c   e l i m i na t i on  of   bi s ph e no l   A   unde r   vi s i b l e   l i g ht   us i ng   Ni - dope T i O s y nt he s i z e b y   m i c r ow a ve   a s s i s t e s o l - g e l   m e t hod,   M at e r .   Sc i .   Se m i c o nd .   P r oc e s s . ,   vol .   71,   no.   M a y ,   pp.   275 2 82,   2017.   [ 11]   M .   M a s hk our ,   M .   R a hi m ne j a d,   S .   M .   P o ur a l i ,   H .   E z oj i ,   A .   E l M e ka w y ,   a nd  D .   P a nt ,   C a t a l y t i c   pe r f o r m a n c e   of   na no - h y br i g r a phe ne   a nd  t i t a ni um   d i ox i d e   m odi f i e c a t hode s   f a br i c a t e w i t f a c i l e   a nd  g r e e t e c hni qu e   i n   m i c r obi a l   f ue l   c e l l ,   P r og.   N a t .   S c i .   M at e r .   I n t . ,   vo l .   27,   no.   6,   pp.   6 47 65 1,   D e c .   2017.   [ 12]   R .   S .   S ona w a ne ,   B .   B .   K a l e ,   a nd  M .   K .   D ong a r e ,   P r e pa r a t i on  a n phot o - c a t a l y t i c   a c t i vi t y   of   F e - T i O t hi f i l m s   pr e pa r e b y   s ol - g e l   di c oa t i ng ,   M at e r .   C he m .   P hy s . ,   vo l .   85,   no.   1 ,   pp.   52 57,   200 4.   [ 13]   T .   C .   J a g a da l e ,   S .   P .   T a ka l e ,   R .   S .   S ona w a ne ,   H .   M .   J os hi ,   S .   I .   P a t i l ,   B .   B .   K a l e ,   a nd  S .   B .   O g a l e ,   “N - D op e T i O 2   na nopa r t i c l e   ba s e vi s i b l e   l i g ht   pho t oc a t a l y s t   b y   m odi f i e pe r ox i d e   s o l - g e l   m e t h od,   J .   P hy s .   C he m .   C ,   v ol .   112,   no.   3,   pp.   14595 146 02,   2008.   [ 14]   Y .   K ur oka w a ,   D .   T .   N g u y e n ,   a nd  K .   T a g uc hi ,   N i c ke l - do pe T i O m ul t i l a y e r   t hi f i l m   f or   e nha nc e m e nt   of   phot oc a t a l y t i c   a c t i vi t y ,   I nt .   J .   M at e r .   S c i .   E ng . ,   vol .   7,   no.   1,   pp.   10 19,   2019.   [ 15]   K .   P om oni ,   A .   V om va s ,   a nd  C .   T r a pa l i s ,   E l e c t r i c a l   c onduc t i vi t y   a nd  phot oc on duc t i vi t y   s t udi e s   of   T i O s o l - g e l   t hi f i l m s   a nd  t h e   e f f e c t   of   N - dopi ng ,   J .   N on.   C r y s t .   S ol i ds ,   vo l .   35 4,   no.   35,   pp.   4448 4 457,   2008.   [ 16]   U .   G .   A kpa a nd  B .   H .   H a m e e d,   T he   a dva nc e m e nt s   i s ol - g e l   m e t hod  of   dope d - T i O p hot oc a t a l y s t s ,   A ppl .   C at a l .   A   G e n. ,   vol .   375,   no.   1,   pp.   1 1 1,   2010.   [ 17]   G .   L i u,   X .   Z ha n g ,   Y .   X u,   X .   N i u,   L .   Z he ng ,   a nd  X .   D i ng ,   T he   pr e pa r a t i on  of   Z n2+ - dope T i O na nopa r t i c l e s   by   s ol - g e l   a nd  s ol i pha s e   r e a c t i on  m e t hod s   r e s p e c t i v e l y   a nd  t he i r   p hot oc a t a l y t i c   a c t i vi t i e s ,   C he m os p he r e ,   vol .   59,   no.   9,   pp.   1367 1371,   200 5.   [ 18]   H .   Y u,   X .   J .   L i ,   S .   J .   Z he ng ,   a nd  W .   X u,   P hot oc a t a l y t i c   a c t i vi t y   of   T i O t hi f i l m   non - un i f or m l y   dope by   N i ,   M a t e r .   C he m .   P hy s . ,   vol .   97,   no.   1,   pp.   59 63,   2006.   [ 19]   G .   G .   N a kha t e ,   V .   S .   N i ka m ,   K .   G .   K a n a de ,   S .   A r buj ,   B .   B .   K a l e ,   a nd  J .   O .   B a e g ,   H y dr ot he r m a l l y   de r i ve na nos i z e N i - dop e T i O 2 :   A   vi s i b l e   l i g ht   dr i ve phot oc a t a l y s t   f or   m e t h y l e ne   bl u e   de g r a d a t i on,   M a t e r .   C he m .   P hy s . ,   vol .   124,   no.   2 3,   pp.   976 98 1,   2010.   [2 0]   S .   N ova k,   U .   M a ve r ,   Š .   P e t e r ne l ,   P .   V e n t ur i n i ,   M .   B e l e ,   a nd  M .   G a be r š č e k,   E l e c t r ophor e t i c   de po s i t i on  a s   a   t ool   f or   s e pa r a t i on  of   pr ot e i i nc l us i on  b od i e s   f r om   hos t   ba c t e r i a   i s us p e ns i o n,   C ol l o i ds   S ur f ac e s   A   P hy s i c oc he m .   E ng.   A s p. ,   vo l .   340,   no.   1 3,   pp.   155 160,   200 9.   [ 21]   S .   B ha r dw a j ,   A .   P a l ,   K .   C h a t t e r j e e ,   P .   C how dhur y ,   S .   S a h a ,   A .   B a r m a n,   T .   H .   R a na ,   G .   D .   S ha r m a ,   a nd  S .   B i s w a s ,   E l e c t r op hor e t i c   de pos i t i o of   pl a s m oni c   na noc om pos i t e   f or   t he   f a br i c a t i on  of   d y e - s e ns i t i z e s o l a r   c e l l s ,   I nd i an   J .   P ur e   A ppl .   P hy s . ,   vol .   55,   no.   1,   pp.   73 8 0,   2017.   [ 22]   A .   S .   S hi koh,   Z .   A hm a d,   F .   T oua t i ,   R .   A .   S ha koor ,   a nd  S .   A .   A l - M uht a s e b,   O pt i m i z a t i o of   I T O   g l a s s / T i O ba s e d   D S S C   pho t o - a node s   t hr oug e l e c t r oph or e t i c   de po s i t i on  a nd  s i n t e r i ng   t e c hni que s ,   C e r am .   I nt . ,   vo l .   43,   no.   13,   pp.   10540 105 4 5,   2017.   [ 23]   C .   R a m a   K r i s hna ,   W .   M .   L e e ,   S .   Y .   O h,   K .   U .   J e ong ,   a nd  Y .   T .   Y u,   I m pr ove m e nt   i l i g ht   ha r ve s t i ng   a nd  de vi c e   pe r f or m a n c e   of   d y e   s e ns i t i z e s ol a r   c e l l s   u s i ng   e l e c t r ophor e t i c   de po s i t e h ol l ow   T i O N P s   s c a t t e r i ng   l a y e r ,   Sol .   E ne r gy   M at e r .   Sol .   C e l l s ,   vol .   161,   no.   D e c e m be r   201 6,   pp.   255 262,   201 7.   [ 24]   M .   A .   A hm e d,   S y nt he s i s   a nd  s t r uc t ur a l   f e a t ur e s   of   m e s opor ous   N i O / T i O na noc om pos i t e s   pr e pa r e b y   s ol - g e l   m e t ho f or   phot od e g r a d a t i on  of   m e t hy l e ne   bl u e   dy e ,   J .   P hot o c h e m .   P hot ob i o l .   A   C he m . ,   vo l .   238,   pp.   63 7 0,   2012.   [ 25]   Y .   Z ha n g   a nd  Q .   L i ,   S y nt he s i s   a nd  c ha r a c t e r i z a t i on  of   F e - dop e d   T i O f i l m s   by   e l e c t r ophor e t i c   m e t hod  a nd  i t s   phot oc a t a l y t i c   a c t i vi t y   t ow a r m e t h y l   or a n g e ,   Sol i d   St at e   S c i . ,   vol .   16,   pp.   16 20,   2013.   [ 26]   H .   C .   C h a n g ,   M .   J .   T w u ,   C .   Y .   H s u,   R .   Q .   H s u,   a nd   C .   G .   K uo,   I m pr ove pe r f or m a nc e   f or   d y e - s e ns i t i z e s ol a r   c e l l s   u s i ng   a   c om p a c t   T i O 2l a y e r   g r ow b y   s put t e r i ng ,   I nt .   J .   P hot o e ne r gy ,   vol .   23,   pp.   1 8,   2014.   [ 27]   Y .   J .   L i n,   Y .   H .   C ha n g ,   W .   D .   Y a n g ,   a nd  B .   S .   T s a i ,   S y nt he s i s   a nd   c h a r a c t e r i z a t i on  of   i l m e ni t e   N i T i O   a nd  C oT i O   pr e pa r e b y   a   m odi f i e P e c hi n i   m e t h od,   J .   N o n.   C r y s t .   S ol i ds ,   vol .   352,   no.   8,   pp.   789 794,   J u n.   2006.   [ 28]   Y .   K ur oka w a ,   D .   T .   N g u y e n ,   a nd  K .   T a g uc hi ,   O pt i m um   c ondi t i o ns   f or   t i t a n i um   ox i de   t hi f i l m   on  dy e - s e ns i t i z e s ol a r   c e l l s   us i ng   or g a ni c   d y e   s e ns i t i z e r - M K 2,   I nt .   J .   C he m .   E n g.   A ppl . ,   vol .   9,   no.   6,   pp.   200 20 5,   2018.       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S         Y o s h i k i   K u r o k aw a   w a s   bor i S hi g a ,   J a pa n   on  A pr i l   26,   1994.   H e   r e c e i ve ba c he l or s   de g r e e   i D e pa r t m e nt   o f   S c i e nc e   a nd   E ng i ne e r i ng   f r om   R i t s um e i ka U n i ve r s i t y ,   S hi g a ,   J a pa n   i M a r c 2017  a nd  w a s   a dm i t t e t a   pos t g r a dua t e   c our s e   a t   s a m e   U ni ve r s i t y   on  A pr i l   2017.   H e   a l s be l ong s   t a n   e l e c t r on i c s   s y s t e m   c our s e   of   D e pa r t m e nt   of   S c i e nc e   a nd  E ng i ne e r i ng .   H e   i s   no w   i t h e   s e c on d   y e a r .   H e   i s   m a ki n g   a   s t udy   of   phot oc a t a l y s t   b y   us i ng   e l e c t r ophor e s i s   de p os i t i on  i t h e   g r a du a t e   c our s e .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   I n t   J   E l e c   &   Com E n g ,   V o l .   10 ,   N o.   2 A pri l   2020   :     1782   -   1790   1790     D .   T r an g   N g u y e n   w a s   bor i V i e t na m   i 19 86.   H e   r e c e i ve d   t he   B S   de g r e e   i 2009  f r om   t he   D e pa r t m e nt   of   T e l e c om m uni c a t i on  S y s t e m s   H a noi   U n i ve r s i t y   of   S c i e nc e   a nd  T e c hno l og y ,   H a noi ,   V i e t na m .   A f t e r   t ha t ,   he   r e c e i ve t h e   M E   i 201 f r om   t he   D e pa r t m e nt   of   E l e c t r oni c s   a nd   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   D ong g uk  U ni ve r s i t y ,   S e oul ,   S out K or e a .   F r om   2011  t 2014,   he   c om pl e t e h i s   P h.   D   pr og r a m   i i nt e g r a t e s c i e nc e   a nd  e ng i ne e r i ng   a t   R i t s um e i ka U n i ve r s i t y ,   K y ot o,   J a pa n.   A f t e r   e a r ni n g   hi s   P h.   D ,   he   w a s   a   qua l i t y   a s s ur a nc e   e n g i ne e r   a t   T a ka ko  I ndu s t r i e s ,   I nc .   f r om   2015  t 201 7.   C ur r e nt l y ,   he   i s   a   s e ni or   r e s e a r c he r   a t   t he   R i t s um e i ka G l oba l   I nnova t i o n   R e s e a r c O r g a ni z a t i on,   R i t s um e i ka U n i ve r s i t y .   H i s   f i e l ds   of   i nt e r e s t   i nc l ud e   B i of ue l   C e l l s ,   S o l a r   C e l l s ,   B i os e ns or s ,   a nd  H y d r o g e E ne r g y .         K oz o   T agu c h i   w a s   bor i K y ot o,   J a pa n,   on  D e c e m be r   18,   1968.   H e   r e c e i ve t h e   B . E . ,   M . E . ,   a nd  D r .   E ng .   D e g r e e s   i e l e c t r i c a l   e ng i ne e r i ng   f r om   R i t s um e i ka U ni ve r s i t y ,   K y ot o,   J a pa n ,   i 1991,   1993,   a nd  1996,   r e s pe c t i ve l y .   I 1996,   he   j oi ne F ukuy a m a   U ni ve r s i t y ,   H i r os hi m a ,   J a p a n,   w he r e   he   ha be e e n g a g e i r e s e a r c h   a nd   de ve l opm e n t   on  t he   opt i c a l   f i be r   t r a ppi ng   s y s t e m ,   s e m i c ond uc t or   r i ng   l a s e r s   a nd  t he i r   a ppl i c a t i on  f or   op t oe l e c t r on i c s   de vi c e s ,   a nd  pol y m e r i c   opt i c a l   w a ve g ui de s   f or   opt i c a l   i nt e r c onne c t i on.   I 199 6 20 03,   he   w or ke d   a s   a a s s i s t a n t   a nd  l e c t ur e r   i F ukuy a m a   U ni ve r s i t y .   I 2003,   he   m ove t R i t s um e i ka U n i v e r s i t y ,   S hi g a ,   J a p a n,   a nd  c ur r e nt l y   he   i s   a   pr of e s s or   of   de pa r t m e nt   of   e l e c t r i c   a nd  e l e c t r oni c   e ng i ne e r i ng .   F r om   2006  t 200 7,   he   w a s   a   vi s i t i ng   pr of e s s or   a t   U ni v e r s i t y   of   S t   A ndr e w s   ( S c ot l a nd,   U ni t e K i ng dom ) .   F r om   2014  t 2015,   he   w a s   a   vi s i t i ng   pr of e s s o r   a t   N a n y a n g   T e c hnol og i c a l   U ni ve r s i t y   ( S i ng a por e ) .   I 2019,   he   w a s   a   vi s i t i ng   p r of e s s or   a t   U ni ve r s i t y   of   B a t ( U ni t e K i ng dom ) .   H i s   c ur r e nt   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   i nc l ud e   c e l l s   t r a p,   m i c r of l ui di c   c e l l - ba s e de v i c e s ,   d y e   s e ns i t i z e s ol a r   c e l l ,   bi of ue l   c e l l s ,   b i o s e n s or s ,   a nd  hy d r o g e e ne r g y .   D r .   T a g u c hi   i s   a   m e m be r   of   t he   J J A P .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.