بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله خواص ساختاری نانومکعبهای اکسید نیکل آلاییده شده با لیتیم تهیه شده به روش سل-ژل، بررسی شد. میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان میدهد که ناخالصی لیتیم اثر بسزایی بر روی مورفولوژی نمونهها داشته است. همچنین از الگوی پراش اشعه ایکس اندازهی نانوبلورکها و پارامتر شبکه محاسبه شد، افزودن ناخالصی سبب افزایش سایز نانوبلورک و کاهش پارامتر شبکه شده ولی میزان درصد ناخالصی اثری نداشته است. برای آنالیز نمونه از طیف XRD و SEM استفاده شد.
مقدمه
اکسیدنیکل نیمرسانای نوع p با گاف انرژی پهن 3/6 تا 4 الکترون ولت و دارای شبکهی فضایی مکعبی - fcc - میباشد 1]و .[2 نانوساختارهای اکسیدنیکل، با مورفولوژی متنوع از جمله نانوسیمها3]و [4، نانو صفحات[5]، نانو لولهها[6] و نانو حلقهها[7] گزارش شده است. اکسیدنیکل کاربرد فراوانی از جمله : حسگرهای گازی، مادهی ناخالصی برای لایههای شفاف نوع p، کاتالیزور در تصفیهی آلایندهها، کاتد باتریهای قلیایی و سلولهای خورشیدی دارد.[8] هدف در این پژوهش، بررسی خواص ساختاری نانومکعبهای اکسید- نیکل در حضور ناخالصی لیتیم که به روش شیمیایی سل-ژل تهیه شدهاند، است.
روش آزمایش
مواد مورد استفاده در این آزمایش عبارتند از: نیکل کلرید شش آبه - NiCl2 .6H2O - ، نیترات لیتیم - LiNO3 - ، پایدار کنندهی پلی وینیل پیرولیدون - - C6H9OH - n ، متانول و آب دوبار تقطیر. پس از توزین مواد اولیه، نمک پیش ماده در متانول حل شد و محلول بر روی گرم کننده قرار گرفت. پایدار کنندهی حلال در آب، به آرامی به محلول اولیه اضافه گردید، سپس نمک لیتیم با درصدهای جرمی مختلف به محلول اولیه اضافه شد. دمای محلول در دمای 75 درجهی سانتیگراد قرارگرفت تا حلال به آرامی تبخیر شود. پس از تشکیل ژل، آن را در دمای 150 درجهی سانتیگراد خشک و باز پخت نمونهها به مدت زمان 24 ساعت در دمای 400 درجه سانتیگراد صورت گرفت .[9]
نتایج آزمایش
در این قسمت به بررسی نتایج میپردازیم. شکل - - 1 ریخت شناسی نمونهها، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - را نشان میدهد. همانطور که از تصویر پیداست ساختار مکعبی برای نمونهی خالص به خوبی شکل گرفته است. مورفولوژی دو نمونهی دیگر که دارای ناخالصی لیتیم هستند دارای ساختار متفاوتی میباشند که برای 3درصد و 5 درصد ناخالصی، به ترتیب نانوذره و ساختار مکعبی نامنظم شکل گرفته است. در ادامه داریم که الگوی پراش اشعه ی ایکس - XRD - نشان میدهد الگوی نمونهها مطابق با کارتهای استاندارد JCPDS و کارهای دیگران ساختار کریستالی اکسید نیکل را تأیید میکند[10] - شکل . - 2 علاوه بر پنج پیک اصلی مربوط به ساختار مکعبی مرکز سطحی - fcc - ، چند پیک اضافی نیز دیده میشود که به ترتیب مربوط به فازهای [11] NiCl2 ، [12] Ni2O3 - 002 - و - 200 - [13] Ni میباشند. با افزایش مقدار ناخالصی از شدت پیکها کاسته شده که به دلیل بین نشینی اتمهای لیتیم در ساختار اکسیدنیکل میباشد. اندازهی متوسط دانهها با استفاده از رابطهی دبای- شرر محاسبه شد:[14]
