بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله نانوذرات فریت نیکل، نیکل هیدروکسید، نیکل اکسید، و نانوکامپوزیت فریت نیکل و نیکل اکسید توسط روش همرسوبی ساده سنتز شدند. تاثیر غلظت، دما و عامل رسوب دهنده روی مورفولوژی و سایز ذره مغناطیسی تولید شده بررسی شد. محصولات تولید شده توسط پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری و مادون قرمز مشخصه یابی شدند. مغناطومتر نیروی گرادیان متناوب جهت مطالعه ویژگی مغناطیسی محصولات مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که رفتارسوپرپارامغناطیسی یا فرومغناطیسی نانوذرات فریت نیکل به دمای سنتز بستگی دارد. رفتار فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت فریت نیکلB اکسید نیکل با استفاده از تخریب اسید براون، اسید ویولت، اسید بلک و اسید بلو تحت تابش ماورای بنفش مورد ارزیابی قرار گرفت. این نتایج نشان می دهند که نانوکامپوزیت مغناطیسی و فوتوکاتالیستی است تحت تابش نور ماورای بنفش.
مقدمه
فریت مغناطیسی نیکل نوعی ماده مغناطیسی نرم است که قابلیتهای زیادی دارد. همچون بهای کم، مقاومت الکتریکی بالا،سختی مکانیکی و پایداری شیمیایی عالی. فریت های اسپینلی ویژگیهای فوتوکاتالیستی جالبی را از خود نشان می دهند. فوتوکاتالیست ها مواد مهمی هستند که راه را برای تبدیل انرژی خورشیدی برای استفاده در فرآیند اکسایش و کاهش میسر می سازند. شناخت این تکنولوژی بمنظور حذف آلودگی های سمی و خطرناک از محیط در دهه های اخیر توجهات زیادی را به خود جلب کرده است. فوتوکاتالیست های نیمه رسانا بطور وسیع مطالعه شده اند و در تخریب آلودگی ها استفاده شده اند. و این بدلیل سازگاری آنها با محیط و کاربردهای زیاد آنها در حذف آلودگی های طبیعی و غیر طبیعی زیادی از آب و هوا می باشد. البته به دو معایب آن می توان اشاره کرد : بازدهی پایین آن تحت تابش نور مریی و سختی جمع آوری آن بعد از استفاده. در این روش فریت نیکل، نیکل هیدروکسید، نیکل اکسید، نانوکامپوزیت فریت نیکل-اکسید نیکل توسط یک روش ساده شیمیایی تهیه شدند. و خروجی ها نشان می دهند که نانوکامپوزیت تهیه شده برای عملکرد مغناطیسی و فوتوکاتالیستی تحت نور ماورای بنفش کاربرد دارد.
روشهای تجربی
در این مقاله نانوذرات Ni - OH - 2، NiO، نانوذرات مغناطیسی NiFe2O4 و نانوکامپوزیت NiFe2O4_NiO توسط یک روش ساده رسوبدهی شیمیایی تهیه شدند. مزیت اصلی این روش، کیفیت بسیار بالای نانومواد تولید شده است. خروجی های بدست آمده نشان می دهند که نانوکامپوزیت فریت نیکل-اکسیدنیکل جهت فعالیتهای مغناطیسی و فوتوکاتالیستی تحت تابش ماورای بنفش مناسب می باشند.
سنتز نانو ذرات : Ni - OH - 2
0/6 گرم NiCl2,6H2O با 200 میلی لیتر آب مقطر بر روی استیرر بمدت 10 دقیقه حل شد. سپس 10 میلی لیتر NH3 به آهستگی به محلول اضافه شد. در نهایت رسوبی سبز رنگ حاصل شد . که تولید نیکل هیدروکسید را تایید کرد.
سنتز نانوذرات : NiO
بمنظور تهیه نانوذرات اکسید نیکل ، نانوذرات نیکل هیدروکسید سنتز شده بمدت 2 ساعت در دمای 400 درجه کوره قرار داده شدند . رسوب سیاه در این مرحله شکل گیری نانوذرات اکسید نیکل را اثبات می کنند.
تهیه نانوذرات : NiFe2O4
0/6 گرم Fe - NO3 - 3.9H2O و 0/2 گرم NiCl2 در100 میلی لیتر آب مقطر حل شدند. سپس به آهستگی 8 میلی لیتر از NaOH به محلول تا رسیدن PH آن به 10 اضافه شد. یک رسوب قهوه ای بدست آمد که سانتریفیوژ شد و با آب مقطر شست و شو داده شد. سپس رسوب بدست آمده پس از خشک شدن در آون، در کوره در دماهای 200 ، 400، 600، 850 و 950 درجه بمدت 2 ساعت قرار دادیم. و رنگ رسوب تحت عمل کلسینه از قهوه ای به سیاه تبدیل شد.
تهیه نانوکامپوزیت : NiFe2O4_NiO - 50%_50% -
ابتدا 0/1 گرم فریت نیکل سنتز شده در 200 میلی لیتر آب پخش شد. و روی یک استیرر مغناطیسی بمدت 30 دقیقه مخلوط شد. سپس 0/6 گرم نیکل کلرید به آن اضافه شد و بمدت 10 دقیقه مختلط شد. سپس به محلول سود اضافه کردیم تا PH محلول به 10 رسید. پس از 15 دقیقه هم خوردن روی استیرر، رسوب بدست آمد. سپس رسوب در آون خشک شد و بمدت 2 ساعت در کوره تحت دمای 400 درجه قرار گرفت.سایزهای کریستالی از معادله شرر Dc=K / Cos محاسبه شدند که در آن پهنای پیک مشاهده شده در شدت نیمه ماکزیمم - FWHM - ، K فاکتور شکل، که مقداری حدود 0/9 ، و طول موج اشعه ایکس - مقداری برابر با 0/154 نانومتر - می باشد. سایز کریستالی میانگین برای نانوذرات NiFe2O4، NiO، Ni - OH - 2 به ترتیب تقریبا 23، 24 و 40 نانومتر محاسبه شدند.
بحث و نتیجه گیری
برای شناسایی فریت نیکل، اکسید نیکل و نانوکامپوزیت آنها از پراش پرتو ایکس استفاده شده است. و به منظور تشخیص تشکیل ذرات در ابعاد نانومتر از میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM استفاده شده است. تاثیر دما، عامل رسوبدهنده و غلظت روی مورفولوژی و سایز ذره تولید شده بررسی شد. نتایج نشان می دهند که روش رسوبدهی شیمیایی یک روش مناسب برای تهیه نانوکامپوزیت NiFe2O4_NiO بعنوان گزینه احتمالی برای تصفیه آبهای آلوده صنعتی می باشد. در ادامه به بررسی آنالیزهای ذکر شده می پردازیم.
