سنتز احتراقي نانوساختارهاي هيبريدي اكسيد روي و كبالت

كارشناسي ارشد

امروزه كاربرد فراوان نانوذرات بر كسي پوشيده نيست كه از زمينه¬هاي مهم كاربرد آن¬ها، استفاده به ¬عنوان نانورنگدانه¬هاست. در اين پژوهش نانوساختارهاي هيبريدي اكسيد روي و كبالت (CoxZn1-xO) كه نانورنگدانه¬ي سبز هستند به¬روش سنتز احتراقي تحت تابش ريزموج سنتز شدند. براي سنتز اين ماده براي اولين بار از روش طراحي آزمايش تاگوچي به منظور كاهش تعداد آزمايش¬ها و بررسي نظام¬مند تاثير متغيرهاي موثر از جمله سوخت، درصد كبالت، نسبت سوخت به اكسيدكننده و قالب(لايه¬ي فعال اشباع شده) استفاده شد. سوخت¬هاي بكار رفته زايليتول، مانيتول و سوربيتول بود. همچنين براي اولين بار از كاغذ صافي، پنبه و گاز استريل به¬عنوان قالب براي سنتز اين نانوذرات استفاده شد. در اين پژوهش اثر نسبت سوخت به اكسيد كننده در سه سطح كمتر، برابر و بيشتر از استوكيومتري و تاثير ميزان آلاييده شدن كبالت با درصدهاي مختلف 4 و 7 و 10 در ساختار شبكه ZnO بررسي شد. به¬منظور مشخصه¬يابي از آناليز پراش اشعه ايكس (XRD)،آناليز طيف سنجي تفكيك انرژي پرتوايكس (EDX)، طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FESEM)، طيف سنج مرئي به منظور طيف انعكاسي مرئي و مدل رنگ Lab استفاده شد. نمونه بهينه تحت شرايط سوخت مانيتول، قالب كاغذ صافي، 7% كبالت، F/O=1.3St و دماي كلسيناسيون400ºC ساخته شد. طيف XRD اين نمونه، فاز خالص ورتزايت مربوط به ZnO را نشان مي¬دهد و اندازه¬ي بلورك آن با استفاده از فرمول شرر ~35nm بدست آمد كه با پيش¬بيني تاگوچي 3 درصد اختلاف داشت. علاوه بر آن نتايج آناليز FESEM نشان داد كه نمونه بهينه سنتز شده بصورت يكدست با متوسط اندازه ذرات ~90nm است كه خواص رنگي آن بصورت L*=58/19، a*=-13/56، C*=14/35 و hº=162/07 بود. بهترين رنگ سنتز شده تحت شرايط سوخت زايليتول، قالب كاغذ صافي، 7% كبالت و F/O=1/3St با خواص رنگي L*=62/38، a*=-16/76، C*=17/74 و hº=160/8 بدست آمد.

194399

دانشگاه علم و صنعت ايران

صنايع شيميايي معدني

دكتر رضا نوروزبيگي