نانوکامپوزیت‌های Cu-Cr-Oو Zn-Cr-O.Cu-Cr-O: تولید و بررسی اثر پارامترهای مختلف بر روی ترکیب، ریخت شناسی ودانه بندی آن‌ها

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی معدنی، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

2 مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت، دانشکده علوم پایه، گروه شیمی

چکیده

در این پژوهش، تولید نانوکامپوزیت‌هایCu-Cr-O و Cu-Cr-O.Zn-Cr-Oبه روش هم‌رسوبی و به دنبال آن کلسیناسیون ماده پیش‌ساز در pH=9 انجام شد. تأثیر موادی مانند نمک‌های آلومینیوم نیترات و روی نیترات ، سورفکتانت‌های PEG-400 و PEG-600 و شرایط مختلف کلسیناسیون ماده پیش‌ساز بر ساختار بلوری، ترکیب و ریخت شناسی نانوکامپوزیت بررسی شد. نانو کامپوزیت‌های تولید شده با استفاده ازدستگاه پراش اشعه ایکس(XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)و طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه (EDX)X، شناسایی شدند. طبق نتایج به‌دست آمده، زمانی‌که نمک‌های استفاده شده مس(II) نیترات و آمونیوم دی کرومات بدون سورفکتانت باشد، ترکیب نانوکامپوزیت شامل ترکیباتCuO و اسپینلCuC2rO4 خواهد بود. درحالی‌که در حضور سورفکتانت‌های PEG-400 و PEG-600 علاوه بر CuCr2O4 و CuO ، مقدار بسیار اندکی Cu2Cr2O4 نیز در ساختار دیده می‌شود. حضور این ماده می‌تواند به دلیل کاهش تعداد کمی از کاتیون‌های Cu2+ به Cu+ در اسپینل، با حضور مقدار اندکی از سورفکتانت باقی مانده در هنگام سنتز ماده پیش‌ساز باشد. اضافه شدن نمک روی(II) نیترات، باعث اضافه شدن اسپینلZnCr2O4 به اسپینل CuCr2O4 و حذف CuO از نانوکامپوزیت می-شود. در حالی‌که اضافه کردن نمک آلومینیوم نیترات به مواد اولیه ابتدایی، باعث ورود Al2O3 به ساختار نانوکامپوزیت در کنار CuCr2O4 و CuO می‌شود. ساختار اسپینلی CuAl2O4 در این‌جا تشکیل نمی‌شود چون اسپینل CuCr2O4 طبق نطریه‌ی میدان بلور از اسپینل CuAl2O4 (که حاوی یون‌های(d0) Al3+ است) کاملا پایدارتر است. نتایج SEM مشخص کرد که شرایط مختلف کلسیناسیون ماده‌ی پیش ساز و سورفکتانت بر روی ریخت‌شناسی و دانه‌بندی و اندازه ذرات نانوکامپوزیت تأثیرگذار است. بهترین نانوکامپوزیت از لحاظ یکنواختی اندازه ذرات و ریز بودن، نمونه‌ای است که مواد اولیه شامل Zn(NO3)2.9H2O، Cu(NO3)2.3H2O و (NH4)2Cr2O7 است وماده پیش‌ساز دو ساعت در دمای ˚C400 و دو ساعت در دمای C˚600 کلسینه می‌شود.ترکیب ذرات در این‌جا شامل دو اسپینل CuCr2O4 و ZnCr2O4 و ریخت‌شناسی ذرات شامل نانو صفحات کوچکی با ضخامت در حدود 15 نانومتر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات