بخشی از مقاله
چکیده
نانوذرات نقره با استفاده از کند وسوز لیزر پالسی هدف نقره در آب مقطر و محلول آب نمک با غلظت هاي 5 mM،10 mM، 15 mM تهیه شده است. پالس لیزر Q سوئیچ شده Nd:YAG با طول موج 1064 nm و نرخ تکرار 7 ns براي تابش هدف جامد در آب و محلول هاي نمک به کار برده شده است.تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی حاکی از آن است که نانوذرات ما به شکل کروي هستند، همچنین چسبندگی و تعداد نانوذرات نقره تولید شده در آب بیش از سایر نمونه ها است. از طرفی اندازه نانوذرات تولید شده در نمک کوچکتر از اندازه نانوذرات تولید شده در آب است، و با افزایش غلظت نمک سایز نانوذرات افزایش یافته است . براي بررسی انرژي تراز هاي نانوذرات نقره از آنالیز فوتولومینسانس استفاده کردیم که قله هاي نمونه در محدوده 426 nm تا 427 nm است و براي بررسی پیوند هاي شیمیایی محلول ها نیز از آنالیز FTIR استفاده کردیم که محلول هاي ما داراي پیوند هاي مربوط به پیوند خمشی و کششی O-H وهمچنین پیوند C=O می باشد.
مقدمه
نانوذرات نقره کلوئیدي به خاطرخواص کاتالیزوري [1]، گیرند. تنوع و اهمیت این کاربرد ها علایق زیادي را در پیشرفت
حسگرهاي شیمیایی[2]، بیوحسگرها[3] ،فوتونیک[4]، روش هاي گوناگون تولید نانوذرات ایجاد کرده است . تولید
الکترونیک[5] وداروسازي[6] بطور وسیعی مورد استفاده قرار می نانوذرات در محیط مایع می تواند به روش هاي مختلفی مانند
۰۷
روش هاي شیمیایی ، الکتریکی و کند و سوز لیزري پالسی انجام شود[9-7] .نتایج نشان می دهد که روش آخر بر روش هاي دیگر ارجحیت دارد زیرا در روش کند و سوز لیزري، با تغییر پارامتر هاي مرتبط با لیزر مانند طول موج ،پهناي پالس و اندازه لکه می توانیم خواص نانوذرات را کنترل کنیم. کند وسوز لیزري در مایع که شامل پودر هدف فلزي در محیط مایع است ، فرصت استثنائی را در حل مشکل سمی بودن آن در اختیار ما قرار می دهد. روش هاي نانو تولید شیمیایی می تواند در یک محیط تمیز مانند آب انجام شود که منجر به تولید نانوذرات بسیار خالص می شود.[10] یکی از روش هاي رایج تولید نانوذرات فلزي در محلول روش کاهش شیمیایی یون هاي فلزي است . بر طبق این روش نمک فلزي حل شده در آب درون مایسل هاي معکوس در محلول غیر قطبی احاطه می شوند و نانو ذرات فلزي در مایسل هاي معکوس در اثر فرآیند کاهش شیمیایی تولید میدلیلشوند.
اصلی به کارگیري محلول نمک به عنوان محیط مایع براي تولید نانوذرات نقره در این پروژه، از همین حقیقت ناشی می شود.
در این آزمایش تجربی از روش کند وسوز لیزري پالسی براي تولید نانوذرات نقره در محلول نمک با غلظت هاي مختلف استفاده نمودیم و اثر غلظت هاي مختلف نمک بر طیف فوتولومینسانس و مورفولوژي و پیوندهاي شیمیایی نانوذرات نقره نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
مواد و شرایط آزمایشگاهی
ورقی از نقره با خلوص %99/9 درون کوت شیشه اي پرشده از 20ml محلول نمک و آب مقطر قرار می دهیم. اولین هارمونیک لیزر (1064nm) Nd:YAG با مد Q سوئیچ شدهورقهروي
نقره توسط یک عدسی با فاصله کانونی 80 mm متمرکز می شود. لیزر با پهناي پالس 7 ns و نرخ تکرار 10Hz و چگالی انرژي هر پالس 5 J/cm2 و قطر پرتو قبل از عدسی 6 mm تنظیم شده است. ارتفاع محلول روي سطح هدف 1/2 cm بوده است و تحت تابش 500 پالس لیزر قرار گرفته است . چهار غلظت 0،5،10 و 15 mM از محلول نمک به عنوان محیط کند وسوز در نظر گرفته شده است. آنالیز هاي متفاوتی براي تعیین مشخصات محصول به کار گرفته شده است. مورفولوژي نانوذرات نقره با استفاده از
میکروسکوپ الکترونی روبشی با استفاده از دستگاه KYKY-EM 3200 مشخص شده است. براي به دست طیفآوردن فوتولومینسانس نانوذرات نقره از دستگاه -PERKIN-ELMER L55 استفاده شده است .همچنین براي بررسی نوع پیوند هاي موجود در سوسپانسیون بدست آمده از کند وسوز لیزري، از دستگاه طیف سنجی Infrared Spectroscopy FT-IR استفاده شده است.
-1میکروسکوپ الکترونی روبشی
تصاویر بدست آمده در شکل1 توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی 15000 برابر با انرژي 25 KV انجام شده است. در این میکروسکوپ، الکترون به سطح نمونه تابیده شده ،منعکس و توسط دتکتور ها جمع آوري می شود و در نهایت تبدیل به فوتون نوري می شود تا تصویر مرئی ایجاد شود .براي گرفتن تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی ابتدا چند قطره از محلول هاي حاصل بر روي ورقه آلمینیومی ریخته شده و سپس روي گریدهایی از جنس طلا خشک می شود. در این مرحله تصاویر میکروسکوپ الکترونی از آنها گرفتهذکر می شود. لازم به است که در میکروسکوپ الکترونی روبشی ذرات ریزتر قابل مشاهده نیستند و هدف از تصویر برداري میکروسکوپ الکترونی روبشیعمدتاً شناخت مورفولوژي ذرات می باشد. همانطور که در شکل 1 مشخص است نانوذرات شکل گرفته در این شرایط آزمایشگاهیعمدتاً کروي شکل هستند.چسبندگی نانوذرات تولید شده در آب بیش از سایر نمونه ها است. تعداد نانوذرات تولید شده در آب بیش از دیگر نمونه ها است، همچنین میزان نانوذرات در آب بیش از دیگر نمونه ها است. البته در نمونه هاي تهیه شده در نمک طعام تفاوت چشمگیري در میزان نانوذرات تولید شده مشاهده نمی شود. همانطور که در شکل 1 مشخص است، اندازه نانوذرات تهیه شده در محلول هاي نمک کوچکتر از نانوذرات تولید شده در آب است.در عین حال با افزایش غلظت نمک باز هم سایز نانوذرات افزایش یافته است.
۱۷
