بخشی از مقاله
چکیده
نانو کامپوزیت ZnO-CdO با استفاده از روش میکروامولسیون آب در روغن سنتز شد. نسبت وزنی اکسید روی و کادمیم و دمای کلسیناسیون بر روی مورفولوژی، تشکیل فاز، تبدیلات فازی، اندازه کریستال هاوذرات و همچنین سطح ویژه نانو کامپوزیت ZnO-CdO تحقیق شد. محصولات سنتز شده توسط آنالیزهای XRD، BET، SEM، TEMو مورد بررسی قرار گرفت. نتایج پراش اشعه ایکس نشان داد که نانو کامپوزیت ZnO-CdO با کریستالهای نانومتری شکل گرفته است، ذرات روی-کادمیم سنتز شده در دمای400˚C بهترین خواص جذب تجزیه متیل بلو و متیل اورانژ اسیدی را از خود نشان دادند بررسی خواص جذب دردو محیط کارایی خوب این جاذب را در محیط های اسیدی نشان داد.
-1مقدمه
اکسید فلزی نیمه هادی ZnOدارای فناوری زیادی میباشد که کاربردهای مهمی ازجمله هدایت گرهای شفاف، پنجرههایی با شبکه خورشیدی، سنسورهای گازی و... دارد. اکسید روی به صورت نانو ذرات سنتز شده در ساخت سنسور استفاده شده است. این ماده یک نیمه رسانا با پهنای باند وسیع - 3/4 ev - دارای ساختار ورتزیت و پارامترهای شبکه C =0/521nmو a =0/325nmاست .[1]
اکسید کادمیم یک نیمه رسانای نوع nبا ساختار کریستالی مکعبی با وجوه مرکز دار است که این نوع ساختار را میتوان در نمک طعام و سیلیسیم نیز مشاهده کرد .[2] نانو ساختارهای یک جهته اکسید کادمیم، دارای باند گپ مستقیمی در حدود2/2 ev و باند گپ غیر مستقیمی در حدود0/55 ev هستند. خواص مطلوب اکسید کادمیم به عنوان یک نیمه رسانای نوع nباعث شده است تا از آن در کاربردهای بسیار متعددی بهره گرفته شود.
از خواص الکتروشیمیایی اکسید کادمیم در تهیه بیوسنسورهای مختلف و از خواص نوری آن در تولید سلولهای خورشیدی، فوتودیودها و فوتوترانزیستورها بهره گرفته میشود. کاربردهای وسیع اکسید کادمیم باعث شده است تا تلاشهای زیادی از سوی محققین برای ساخت نانو ساختارهای اکسید کادمیم در شکلهای مختلف صورت پذیرد .[3]
معمولیترین حالت اکسیداسیون کادمیم +2 میباشد، گرچه نمونه های کمیابی از +1 نیز میتوان پیدا کرد 5]و.[4 تقریباً سه چهارم کادمیم در باطریها استفاده میگردد به خصوص باطریهای Ni-Cd و بیشتر یک سوم باقی مانده عمدتاً جهت رنگها، پوششها، آبکاری به عنوان مواد ثبات بخش پلاستیکها بکار میرود اکسید کادمیم به علت خواص جذاب آن همچون گاف باند مستیم 2/3 الکترون ولت است.
این ماده به طور گستردهای در کاربردهایی همچون آمادهسازی حمامهای پوشش کادمیمی و ساخت رنگدانه های رنگ مورد استفاده قرار می-گیرد 4] و 2و.[6 از آنجایی که ZnO دارای باند شکاف بالا و در حدود 3/2eV میباشد میتوان با افزودن CdO با باند شکاف eV 2/ 5 انرژی باند شکاف را کاهش داد و به دنبال آن به خواص فوتوکاتالیستی مطلوبی دست یافت 6]و.[7
-2مواد و روش پژوهش
-1-2مواد اولیه مورد استفاده
در این پژوهش از نمکهای نیترات روی پنج آبه4 و نیترات کادمیم چهارآبه5 به عنوان پیش مادههای فلزی، از سیکلوهگزان6 به عنوان فاز آلی، پلی اکسی اتیلن لوریل اتر - بریج-7 - 35 به عنوان سورفکتانت،-1بوتانل8 به عنوان کمک سورفکتانت، اتانل%96 به عنوان پایدارکننده و آمونیاک9 به عنوان عامل رسوب استفاده شد. کلیه مواد ذکر شده از محصولات مرک آلمان استفاده شد. همچنین آب مورداستفاده در پروسه سنتز و شستشو آب مقطر بوده و برای شستوشوی رسوبات، از اتانل %96 استفاده شد. از رنگ متیل بلو10 و متیل اورانژ از محصولات شرکت مرک آلمان به عنوان آلودهکننده برای ایجاد فاضلاب سینتتیک استفاده شد.
-2-2 روش سنتز نانو کامپوزیت ZnO-CdO
برای سنتز این نانوکامپوزیت در این پژوهش برای اولین بار از روش میکروامولسیون استفاده شد.در سال 1943، هور و شولمن برای اولین بار میکروامولسیون ها را به صورت علمی و به عنوان دیسپرس کننده های کلوئیدی خاص مورد بررسی قرار دادند؛ اما استفاده از بعضی انواع آنها به صورت سنتی به زمانه ای قدیم بر میگردد.سنتز نانو ذرات به روش میکرو امولسیون از دهه 1980 که محلولهای از نانو ذرات فلزی تهیه میشدند، بسیار مورد توجه بوده استعموماً. یک محلول میکرو امولسیون را به صورت یک سیستم پایدار ترمودینامیکی که از 3 جزء تشکیل شده:دو مایع غیرقابل حل شدن در هممعمولاً - آب و روغن - و یک فعال کننده سطح تعریف می کنند.
