بخشی از مقاله
چکیده:
در این مقاله نانو ذرات SnO2 جهت استفاده در حسگر گازي لایه ضخیم SnO2 با استفاده از مواد اولیه SnCl4 +5H2O، Mg - OH - 2 ,Mg - Cl - 2 به روش واکنش شیمیایی حالت جامد با نسبت وزنی Sn به - 2:1 - Mg در فشار هوا با هزینه بسیار اندك وآسان تولید شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد میزان تغییرات اندازه نانو ذرات تولید شده از نوع دي اکسید قلع - SnO2 - به هنگام عمل آنیل در دماهاي 400 , 200 و600 درجه سانتیگراد، بین 7 الی 32 نانومتر است. ساختار ریز و ریخت شناسی ذرات به وسیله XRD و SEM و TG-DTA مطالعه شده است.
مقدمه
گازي به لحاظ ساده گی، حجم کم و حساسیت بالا می توانند جایگزین مناسبی براي سیستم هاي فوق باشند.[2,3,4] دي اکسید قلع به دلیل دارا بودن خواص ویژه و منحصر به فرد مانند هدایت خوب الکتریکی، شفافیت نوري در ناحیه مرئی، تخلخل بالا، پایداري حرارتی و مقاومت خوب مکانیکی داراي کاربرد وسیعی در ابزار و ادوات اپتیکی، اپتو- الکترونیکی و سنسورهاي گازي است.[5] با اینکه روشهاي متعددي براي تولید ذرات وجود دارد، [5-8] ولی هر کدام از روشهاي ذکر شده با مشکلاتی در کنترل فرآیند کمپلکس وارگانیسم پیش ماده مواجه می شوند.
[9] در واکنش شیمیایی حالت جامد جهت تهیه ذرات اکسید قلع ، با ترکیب مواد اولیه عمل آسیاب را براي مدت زمان مشخصی ادامه داده و با افزودن ترکیبات بعدي به مواد اولیه و ادامه عمل آسیاب، واکنش ترکیبات به صورت کامل صورت می گیرد. جهت خارج کردن نمکهاي موجود در محصول، در مدت زمان و تعداد مشخص با عمل سانتریفوژ محصول را جداسازي نموده و در نهایت با آنیل محصول نهایی، دستیابی به نانو ذرات اکسید قلع - SnO2 - را تجربه خواهیم کرد.[9]
روش آزمایش
در این مقاله مواد شیمیایی اولیه شامل کلرید قلع با پنج مولکول آب به فرمول شیمیاییSncl4.5H2O و کلریدمنیزیم - - MgCl2 و هیدرو کسید منیزیم Mg - OH - 2 با درجه خلوص بالا مورد استفاده قرار گرفته است. ابتدا پودرهايSncl4.5H2O وMgCl2 را طبق جدول شماره - 1 - با نسبت وزنی دو به یک - - 2:1 مخلوط نموده و در دماي اتاق به مدت سی دقیقه آنها را آسیاب می کنیم. پس از افزودن پودر Mg - OH - 2 طبق جدول شماره - 1 - به مواد حاصله، عمل آسیاب به مدت سی دقیقه دیگر ادامه می یابد. پس از شروع واکنش با افزودن Mg - OH - 2 بخار آب مشاهده می شود که می توان علت آن را شکسته شدن Sn - OH - 4 به SnO2.H2O بیان کرد.
در ادامه آزمایش با افزودن مقداري آب مقطر به پودر تولیدي، نمونه ها به مدت 10 دقیقه تحت عمل سانتریفوژ 8000 - دور در دقیقه - قرار گرفتند. این عمل تا حصول اطمینان از عدم حضور کاتیون Cl- تکرار شده و در نهایت بعد از هفت بار سانتریفوژ وقتی کاتیون Cl- مشاهده نشد، عملیات آنیل در دماهاي 200 و400 و 600 درجه سانتیگراد به مدت 4 ساعت براي محصول نهایی صورت گرفت. آنالیز ساختاري و تعیین نوع نانو ذرات تولیدي توسط XRD انجام شد. جهت بررسی ریخت شناسی و چگونگی رشد میکرو ذرات تولیدي از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده کرده و همچنین جهت بررسی رفتار گرمایی میکرو ذرات از آنالیزحرارتی TGA استفاده شده است.
