بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق، نانوساختارهای مختلف اکسید مس با ریختشناسیهای نانوتسمه و نانوصفحه، نانوذره و نانومیله به کمک پیش مواد اصلی استات، کلرید و نیترات مس با دو روش رسوبی ساده و سریع، در دمای پایین - کمتر از - 200 C با خلوص و بازده بالا ساخته شدند. محصولات بدست آمده به وسیلهی پراکنده کننده اشعه ایکس - XRD - و میکروسکوپ الکترون روبشی - SEM - مورد آنالیز قرار گرفتند. آنالیزهای XRDنشان دادندکه محصولات کاملاً تک فاز هستند و تصاویر SEM آنها، تشکیل نانوساختارهایی با ریختشناسیهای مذکور را تأیید نمودند.
-1 مقدمه :
اکسید مس یک نیمرسانای نوع p با گاف انرژی باریک و ساختار بلوری مونوکلینیک است؛ این ماده، علاوه بر خواص ویژه، نسبت به برخی مواد، بهویژه اکسیدهای فلزی دیگر، اراید رسانندگی گرمایی نسبتاً بالایی میباشد که این ویژگی باعث کاربرد فراوان آن در انتقال حرارت و نانوسیالات گردیده است. استفاده از دانش نانوتکنولوژی و ظاهر شدن اثرات کوانتومی باعث تغییرات قابل توجه خواص فیزیکی و شیمیایی نانومواد در مقایسه با نمونه توده آنها شده است؛ بطوری که ریختشناسی نانومواد یا ساختار آنها در این تغییرات بسیار مؤثر میباشد. بنابراین، خواص هر نانوساختار مشخص از یک ماده میتواند با ساختارهای دیگر آن متفاوت باشد؛ در نتیجه، کاربرد نانومواد به ساختار آنها بسیار وابسته است.
تاکنون، اکسید مس با ساختارهای مختلفی تولید شده است - Farbod,2014,517 - که بطور کلی در دو دستهی روشهای ساخت از بالا به پایین و پایین به بالا قرار میگیرند. اکسید مس دارای دو فاز CuO و Cu2O میباشد که CuO نسبت به فاز دیگر، کاربردهای بیشتری دارد. در بسیاری از روشهای ساخت اکسید مس، محصول حاوی هر دو فاز میباشد . - Mema,2011,87 - بنابراین، استفاده از روش مناسب جهت تولید تک فاز CuO اهمیت بسزایی دارد. در میان این روشها، روش حلالی- حرارتی و رسوبی ازجمله روشهای ساخت پایین به بالا هستند که نسبت به روشهای دیگر، برای سنتز نانومواد، دارای مزایایی مانند سادگی، خلوص و بازده بالا، میباشند. در این تحقیق نیز، از روشهای حلالی- حرارتی و رسوبی جهت تولید نانوساختارهای مختلف اکسید مس - CuO - استفاده گردید.
-2 روش آزمایش
-1-2 ساخت نانوصفحات اکسید مس - CuO -
برای ساخت نانوصفحات اکسید مس از یک روش رسوبی ساده استفاده شد. در این روش، از کلرید مس و پلی اتیلن گلایکول با جرم مولکولی20000 گرم به عنوان پیش مواد استفاده گردید؛ به این منظور ابتدا، 0/08524 گرم کلرید مس دو آبه - CuCl2.2H2O - و 0/1 گرم پلی اتیلن گلایکول با جرم مولکولی20000 گرم، به 50 میلی لیتر آب یون زدایی شده، اضافه کرده و برای حل شدن کامل آنها در آب، با استفاده از همزنمغناطیسی به مدّت 20 دقیقه، محلول همزده شد.
سپس، تحت همزدن ثابت، 0/5 میلی لیتر هیدروکسید سدیم 3 - NaOH - مولار، قطره قطره، به محلول پیشین اضافه گردید؛ در این هنگام، رسوبات آبی رنگ هیدرواکسید مس ظاهر شد. 15 دقیقه دیگر همزدن ادامه یافت. سپس، مخلوط حاصل، به یک اتوکلاو استیل با ظرفیت 60 میلی لیتر منتقل شده و به مدّت 12 ساعت در دمای 125 C قرار گرفت. محصول سیاه رنگ، جمع آوری و فیلتر شد؛ سپس، چندین مرتبه با آب یون زدایی شده شستهشوی گردید و در دمای 60 C خشک شد. شکل 1 و 2 به ترتیب الگوی XRD و تصویر SEM این محصول را نشان میدهد. این الگو با کارت استاندارد - JCPDS 801916 - مطابقت دارد. ابعاد نانوصفحات با استفاده از نرم افزار measurement اندازهگیری شد که در جدول 1 گزارش میشود.
