بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق، از اکسید گرافن تولید شده بهروش هامرز بهعنوان پیشماده برای تهیه نانوکامپوزیت SnS2/RGO بهروش آبی -حرارتی استفاده شد. نتایج حاصل از بررسی نمونهها بهوسیله XRD، تشکیل موفقیتآمیز اکسیدگرافن و تولید نانوکامپوزیتهای SnS2/RGO را نشان دادند. همچنین احیاء اکسید گرافن با استفاده از FT-IR مورد تأیید قرار گرفت. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی - - SEM، مشاهده گردید، نانوصفحه-های ششضلعی دیسولفید قلع روی سطح نانو ورقههای اکسید گرافن بهطور یکنواختی پخش شدند. خواص اپتیکی نمونهها بهوسیله UV-vis مطالعه گردید.
مقدمه
دیسولفید قلع - SnS2 - نیمرسانایی از نوع n با ساختار CdI2 و گاف نواری مستقیم 2/2-2/5 eV میباشد، بهدلیل قیمت ارزان، غیر سمی بودن و پایداری خوب در محلولهای خنثی و اسیدی از اهمیت ویژهای برخوردار است .[1] دیسولفید قلع با داشتن خواص الکتریکی و نوری مطلوب در ساخت وسایل اپتوالکترونیکی و سلولهای فوتوولتائیک مورد استفاده قرار میگیرد .[2] گرافن، تک لایهای است متشکل از اتمهای کربنی که در یک شبکه لانه زنبوری قرار گرفتهاند، پایهای برای ساخت نانوساختارهای کربنی است که اگر بر روی هم قرار بگیرند توده سه بعدی گرافیت را تشکیل میدهند، این ماده دو بعدی بهخاطر داشتن رسانندگی الکتریکی و گرمایی بالا و تحرکپذیری حامل- های بار، به مادهای منحصربهفرد تبدیلشده است .[5-3] نانوکامپوزیتهای گرافنی برای ذخیرهسازی و تبدیل انرژی در ابرخازنها، سلولهای خورشیدی و باطریها بهکار میروند .[6]
روش تجربی
بهمنظور ساخت نانوکامپوزیت، مقدار مشخصی از مخلوط اکسید گرافن - GO - که بهروش هامرز ساخته شده است بههمراه آب یونزدایی شده را در حمام فراصوتی ذاشتهگ تا کاملاً پخش گردد. سپس کلرید قلع 5 آبه را به محلول اضافه کرده و در دمای اتاق با همزن مغناطیسی همزده میشود، بعد از آن تیواوره را به-عنوان منبع سولفید کننده میافزاییم، سپس محلول بهدستآمده را بهدرون اتوکلاو منتقل میکنیم و آن را بهمدت زمان معین در آون با دمای مشخص قرار میدهیم. درنهایت رسوبات توسط سانتریفیوژ جمعآوری شده و چندین مرتبه با آب شستوشو میدهیم و در آون خشک میکنیم، پودر بهدست آمده، نانوکامپوزیت SnS2/RGO میباشد.
بحث و نتایج بررسی الگوی پراش پرتوایکس بهمنظور تعیین ساختار بلوری نمونهها، از دستگاه XRD استفاده شد. شکل1 الگوی پراش پرتو ایکس نمونههای تهیه شده را نشان میدهد. در الگوی پراش پرتو ایکس اکسید گرافن قله نسبتاً شدیدی در زاویه 9/93 درجه ظاهر شده است که نشاندهنده اکسیدشدگی گرافیت و افزایش فاصله بینصفحهای 8/9Å است. شکل: 1 الگوی پراش اشعهی ایکس مربوط به اکسید گرافن، SnS2 خالص و نانوکامپوزیتهایSnS2/RGO با غلظتهای مختلف اکسید گرافن. همچنین با مقایسه الگوی پراش مربوط به دیسولفید قلع و نانوکامپوزیتهای تهیه شده و اطلاعات کارت استاندارد - JCPDS Card No. 23-0677 - نشاندهنده تشکیل فاز SnS2 با ساختار هگزاگونال است و هیچگونه ناخالصی مربوط به S، SnS و SnO2 مشاهده نگردید. عدم ظهور قله پراش اکسید گرافن در الگوی پراش نانوکامپوزیت ناشی از آن است که ورقههای اکسید گرافن در طول واکنش آبی-حرارتی احیاء شدهاند و تورق کامل صورت گرفته است.
نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی
شکل2 - الف - تصویر اکسید گرافن که بهصورت ورقههای چروکیدهای است را نشان میدهد. شکل2 - ب - تصویر مربوط به شکل: 2 تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی الف - اکسید گرافن، ب - نانوساختارهای شبه گل SnS2 خالص، ج - نانوکامپوزیت -1mg/ml SnS2/RGO و د - .SnS2/RGO 2mg/ml نانوساختارهای شبهگل SnS2 میباشد و نشان میدهد که این نانوساختارها بهصورت سهبعدی هستند که اجزاء تشکیلدهنده آن-ها نانوصفحههایی بهشکل ششضلعی میباشند.
شکل 2 - ج و د - تصویر نانوکامپوزیت SnS2/RGO میباشد و نشان میدهد که نانوصفحههای ششضلعی SnS2 بر روی نانوورقههای اکسید گرافن قرار گرفتهاند. این تغییر شکل به اثر مهم گروههای سطحی اکسید گرافن بر روی رشد بلور SnS2 نسبت داده میشود .[7] با استفاده از نرمافزار Digimizer، متوسط اندازه عرضی نانوصفحه- های دیسولفید قلع اندازهگیری شد - جدول . - 1 نتایج نشان میدهد که با افزایش غلظت اکسید گرافن تا 3mg/ml اندازه نانوصفحههای SnS2 کاهش یافته است.
