بخشی از مقاله
خلاصه :
در این تحقیق، نانو ذرات اکسید کبالت مختلط Co3O4 با روش سبز - روش سل - ژل - سنتز شد .برای این منظور از ترکیب نیترات کبالت شش آبه برای تهیه نانو اکسید کبالت استفاده شد .ژل به دست آمده در کوره در دمای 600 درجه سانتیگراد و به مدت دو ساعت قرار گرفت. پودر به دست آمده به کمک طیف سنجی پراش اشعه ایکس - XRD - ،میکروسکوپ االکترونی روبشی - SEM - و آنالیز پرتو ایکس - EDAX - مورد مطالعه قرار گرفت و مورفولوژی و اندازه ذرات نانو اکسید کبالت تهیه شده را مشخص شد. در قسمتی دیگراز این کار با استفاده از نتایج طیف سنجی پراش اشعه ایکس - XRD - و رابطه دبای-شرر میانگین اندازه ذرات ، نانو ذرات اکسید کبالت نانومتر محاسبه گردید. پارامترهای ساختاری نانو اکسید تهیه شده به قرار زیر می باشد .سیستم بلوری مکعبی، ابعاد سلول واحد بترتیب a=b=c=8.0840 آنگستروم و زوایای آلفا ،بتا و گاما برابر با 90 درجه می باشد.
.1 مقدمه
مواد در ابعاد نانو به دلیل دارا بودن ویژگی ها و کاربردهای مختلف در فناوری های نوین، مورد توجه قرار گرفته اند و تحقیقات گسترده ای در زمینه تولید آن ها و بهبود ویژگی آن ها صورت گرفته است .در این پژوهش اکسید کبالت یکی از موادی که به علت کاربردهای گسترده با روشی ارزان و ساده تهیه شد و مورد بررسی قرار گرفته است .کبالت دارای حالت های اکسایش مختلفی است که بین آن ها CoO - اکسید کبالت - II - Co3 O4 اکسید کبالت II و III - از اهمیت ویژه ای برخوردارند. بلورهای CoO در دمای کمتر از 16 œC خاصیت آنتی فرومغناطیس دارند . اکسید مختلط کبالت - Co3O4 - جامدی سیاه رنگ است که ساختار اسپینل را دارد.
در این ساختار یون هایCo2+ در جایگاه های چهاروجهی و یون های Co3+ در جایگاه های هشت وجهی حاصل از آنیون های اکسیدی در شبکه قرار گرفته اند. در دمای 950œ ترکیب Co3O4 به CoO تبدیل می شود. اکسید کبالت به صورت Co3O4 در بسیاری از موارد از جمله سنسورهای گازی، بیوسنسورها، باتری های یون لیتیوم، ابر خازن ها کاربرد دارند .نانو ذرات اکسید کبالت با مورفولوژی مختلف مانند نانو سیم ها، نانو کره، نانو تیوپ ها، نانو میله ها و ساختارهای مزو پور با استفاده از روش های مختلفی مانند آبکاری، هیدرو ترمال، سل-ژل و تکلیس حاصل شده اند. در این کار پژوهشی به تهیه نانو ذرات اکسید کبالت به روش سل-ژل پرداخته ایم.
.2 بخش تجربی
در این روش از نیترات کبالت شش آبه به عنوان پیش ماده استفاده شد .مقدار2.91 گرم نیترات کبالت و 4 گرم پودر قند را در 30 میلی لیتر آب مقطر حل شد .مخلوط را به مدت نیم ساعت در دمای250 درجه سانتیگراد روی هیتر حرارت داده شد.در نتیجه بخار آب و یون های نیترات از مخلوط خارج و یک ژل پایدار تولید شد .ژل حاصل در کوره به مدت 2 ساعت در دمای 600 درجه سانتیگراد جهت کلسینه شدن قرار گرفت و در نتیجه نانو اکسید مختلط کبالت تهیه شد .
.3 نتایج و بحث
الگوی پراش اشعه ایکس - XRD - نانو اکسید کبالت در شکل 1 نشان داده شده است. - مطابق با کارت استاندارد شماره 43-1003 میباشد - وجود قله های تیز در این طیف، ساختار کریستالی نانو اکسید را تایید می کند . برای تعیین اندازه ذرات از معادله دبای-شرر استفاده شد .بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل پراش پرتو ایکس نشان می دهد که توزیع اندازه ذرات تقریبا یکنواخت است و متوس اندازه ذرات محاسبه شده برای این نانو اکسید 43 نانو متر می باشد در جدول 1 اطلاعات مربوط به طیف XRD نانو اکسید کبالت Co3O4آورده شده است .
