بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
سنتز نانوذرات اکسید منیزیم و بررسی خواص مورفولوژی آن به روش رسوب دهی مستقیم
چکیده:
در این بررسی ما استفاده از روش رسوب دهی مستقیم به عنوان یک روش سـریع و کـم هزینـه بـرای سـنتز نـانوذرات اکسید منیزیم را توضیح می دهیم. پارامترهای مختلف در سنتز مانند نسبت هیدروکسـید سـدیم بـه نمـک منیـزیم و همچنین دمای کلسینه کردن بهینه سازی میشود با استفاده از روشهای TEM, XRD, SEM، TG شرایط سنتز مورد ارزیابی و مورد بررسی قرار میگیرد.
واژه های کلیدی: نانوذرات اکسید منیزیم، خواص مورفولوژی، رسوب دهی مستقیم.
مقدمه:
از دهه 1920 دانشمندان دریافتند که خواص مواد نظیر استحکام و قابلیت هـدایت الکتریکـی توسـط سـاختار اتمی و مولکولی آن ها تعیین میشود. بعدها دانش فوق منجر به ساخت مواد نیمه هادی شد که پایه و اسـاس صنعت الکترونیک کنونی است .[1] در سال های اخیر و با ابداع ابزار فناوری نانو، علم مواد به نقطه ای رسیده است که توسط آن میتوان ارتباط بین ساختار مواد و خواص آن ها را توصیف کرد. دانشمندان روز بـه روز بـه فهم دقیقتری از ساختار اتمی و مولکولی مواد دست مییابند که آنها را در ایجاد آرایـش هـای مـورد نظـر و دستیابی به هدف های خاص توانمند تر میکند. منظور از یک ماده نانو ساختار، جامدی اسـت کـه کریسـتال-های تشکیلدهنده آن در مقیاس نانومتر قرار داشته باشد. به عبارت دیگر، این مواد از کریستالها یا دانـههـای نانومتری تشکیل شدهاند که از لحاظ ساختار اتمی، جهات کریستالوگرافی و یا ترکیب شیمیایی ممکن است بـا یکدیگرمتفاوت باشند. معمولا خواص این مواد متفاوت از جامداتی با ساختار میکرومتری است. اندازه دانههـای ریزتر معمولامنجر به استحکام مکانیکی بهتر میشود. گاهی ممکن است دانههای کریستال در محدوده نانومتر نباشند ولی فازهای ثانویهای با ابعاد نانومتر در داخل جسم پراکنده شوند و خواص ماده را به شدت تحت تأثیر قراردهند.[2] برای نمونه، در اثر پخش ذرات کاربید سیلیسیم با ابعاد 10 نانومتر در داخل آلـومینیم مکـانیکی را به شدت افزایش داد. این مواد که با عنوان نانوکامپوزیـت شـناخته مـیشـوند دارای اسـتحکام ویـژه بـالایی هستند و در صنایع هوافضا و حمل و نقل مصرف میشوند. نیمه هادیهای نانو ساختار هم اکنون بـه صـورت وسیعی در کاربردهای اپتوالکترونیکی مانند نقاط کوانتومی و فتودیودها استفاده میشوند. از دیگر زمینـه هـای کاربردی این مواد می توان به مواد مغناطیسی اشاره کرد. نانوذراتی بر پایه اکسـید منیزیـوم بـه علـت داشـتن کریستال های تک یک گزینه مناسب در تهیه کاتالیست ها در واکنش-های مختلـف مـی باشـد. بـا توجـه بـه
اهمیت اندازه ذرات در کاربرد و کارایی بالای این نانومواد ایجاد شرایط مناسب برای سـنتز از اهمیـت ویـژهای برخوردار خواهد شد. نانوذرات اکسید منیزیم میتواننند در واکنش ترکیبات ارگانوفسفر به شدت کارا باشند. از این نانومواد در آشکار سازی پسابهای شیمیایی و یـا سنسـورهای الکتروشـیمیایی اسـتفاده مـیشـود.[3] از طرفی مطالعات جالبی در مورد استفاده از این نانومواد در تهیه ابررساناها در حـال انجـام اسـت. لـذا تهیـه و و نانوکامپوزیتهای رسانایی بالایی برای این نوع از ترکیبات متصور است. لذا تهیه و سنتز این نوع مواد در سال-های اخیر رشد چشمگیری داشته است. در این پروژه نیز سعی برآن است تا شرایطی مناسب را برای سنتز این نانوماده فراهم سازیم.
روش کار:
دستگاه ها و ابزار مورد استفاده در این پژوهش
-1 کوره الکتریکی با دمای 1200درجه سانتی گراد
-2 دستگاه -XRD مرکز پژوهش متالوژی رازی
-3 میکروسکوپالکترونیرویشی((SEM با نام TESCAN مدل _ VEGA2/LMU مرکز پژوهش متالوژی رازی
طیف سنجیمرئی - ماوراءبنفش(uv-visble مدل)_ SPEKOL 2000آزمایشگاه نانو واقع در بنیاد علمی حریری
-4 میکروسکوپالکترونی عبوری((TEM ازشرکت فیلیپس((Philipsهلند، مدل _ CM 10 دانشگاه شیراز pH-5 متر Corning مدل 146، -6ترازوی Sartorius مدل .BP 221 S
محلولهای مورد نیاز
محلول 0/25 مولار نیترات روی Mg (NO3)2 تهیه شده از ماده مرک
برای تهیه محلولی (بر اساس جدول ( 1-3 با حجم50 cc و مولاریته 0/25 از نیترات منیزیم ، جرم ماده اولیه مورد نیاز را از فرمول زیر محاسبه میکنیم.
محلول 0/5 مولار سدیم هیدروکسید NaOH تهیه شده از ماده مرک
روش تهیه :
برای تهیه محلولی (بر اساس جدول ( 1 با حجم 100 cc و مولاریته 0/5 از نیترات روی ، جرم ماده اولیه مورد نیاز را از فرمول زیر محاسبه می کنیم.
.
روش تهیه نانو ذرات اکسید منیزیم (MgO)
در این پژوهش، نانو ذرات اکسید منیزیم را بر پایه روش رسوب دهی مستقیم در محلول آبی تهیه کردیم. در ابتدا هیدروکسید سدیم((NaOH و نیترات منیزیم (Mg(NO3)2•6H2O)) را در آب دیونیزه حل می
