سنتز نانو ذرات SiO2/ZrO2/TiO2 كامپوزيت شده با گرافن اكسيد و بررسي خواص آن

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش، ابتدا نانوذرات SiO2/ZrO2، ZrO2/TiO2 و SiO2/ZrO2/TiO2 با استفاده از روش ساده، سريع، كم هزينه خوداحتراقي با كمك تابش ريزموج در حالت جامد تهيه و شناسايي شدند. سپس، مخلوط اكسيدهاي فلزي SiO2/ZrO2/TiO2 سنتز شده، به¬وسيله امواج فراصوت با گرافن اكسيد كامپوزيت شد. تكنيك‌هاي FT-IR (Fourier Transform Iinfrared Spectroscopy)،(X Ray Diffraction) XRD ، SEM (Scanning Electron Microscope) EDX (Energy Dispersive X ray)، TEM (Transmission Electron Microscopy) و آناليز Mapping براي مطالعه ساختاري و ريخت‌شناسي محصول‌هاي سنتز شده استفاده شد. نتايج به دست آمده، تشكيل نانوكامپوزيت SiO2/ZrO2/TiO2/GO با ريخت‌شناسي ذره‌اي با توزيع يكنواخت ذرات با اندازه متوسط در گستره 75-40 نانومتر بدون هيچ ناخالصي از فازهاي جانبي را نشان دادند. همچنين، خواص نوري و فوتوكاتاليزگري تركيب‌هاي سنتز شده با كمك DRS ( Diffuse Reflection Spectroscopy) و طيف‌هاي UV-Vis (Ultraviolet-visible spectroscopy) مورد بررسي قرار گرفتند. براي محصول نهايي مقدار گاف انرژي محاسبه شده در حدود eV76/2 به دست آمد. خواص فوتوكاتاليزي محصول‌هاي سنتز شده به صورت مقايسه‌اي براي تخريب رنگدانه آلي رودامين¬ب (RhB) از محيط آبي تحت تابش نور مريي در مدت زمان 4 ساعت مطالعه شد. بيشترين بازده حذف اين آلاينده رنگي براي نانوذرات SiO2/ZrO2/TiO2 كامپوزيت شده با گرافن اكسيد با درصد تخريب 96% به دست آمد. همچنين، رفتار ابرشبه خازني محصولات با آزمون‌هاي الكتروشيميايي ولتامتري چرخه‌اي (Cyclic Voltammetry CV)، پتانسيل روبش خطي(linear sweep voltammetry LSV) و امپدانس الكتروشيميايي (Electrochemical EIS Impedance Spectroscopy ) در محيط اسيدي H2SO4 با غلظت 5/0 مولار در سرعت¬هاي روبش مختلف (Vs-1 1/0 -01/0) تحقيق شد. نتايج به دست آمده از منحني¬هاي اكسايش كاهش CV، رفتار شبه خازني بالا با ظرفيت ويژه F g-1 1700 و افزايش در شدت عبور جريان براي محصول SiO2/ZrO2/TiO2/GO را آشكار كرد كه مي‌تواند پيشنهاد كننده اين محصول براي كاربرد در ابرخازن¬ها و سيستم¬هاي ذخيره انرژي باشد. واژه‌هاي كليدي: مخلوط اكسيدهاي فلزي ، نانوذرات، ريزموج، فوتوكاتاليزگر، الكتروشيميايي، شبه ابرخازن.

192628

دانشگاه علم و صنعت ايران

شيمي معدني

دكتر آزاده تجردي