سنتز نانوکامپوزیتی از نانو لوله های کربنی تک دیواره عامل دار شده با نانو ذره های ZnO در ماتریس پلی متیل متاکریلات و بررسی ویژگی های نوری آن

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی کاربردی، واحد اهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اهر، ایران

چکیده

در این پژوهش نانوکامپوزیت هایی از نانولوله های کربنی عامل دار شده باZnO بر پایه پلی متیل متاکریلات به عنوان یک عنصر حسگر نوری به روش هم رسوبی تهیه شد، نانو کامپوزیت سنتز شده با آنالیزهای FESEM، EDX،XRD و FT-IR شناسایی و مشخصه یابی شد. میانگین اندازه نانو ذره ­های ZnO دوپه شده در نانولوله های کربنی با استفاده از فناوری XRD حدود nm22 تخمین زده شد. با توجه به کاربرد نانولوله های کربنی به عنوان یک پایه و  عنصر اساسی با امکان آشکارسازی بالا در حسگرها، ویژگی­ های نوری نمونه های تهیه شده  با اسپکترو فتومتری UV-Vis بررسی شد و نتیجه­ های  به دست آمده نشان داد، استفاده از نانولوله های کربنی عامل دار شده با ZnOدر ماتریس PMMA منجر به بهبود ویژگی­ های پوشش دهی نانو کامپوزیت در برابر موج UV با کاهش درخشندگی و شفافیت سطح می شود و عبور نور UV برای نمونه به تقریب برابر صفر می ­شودد.هم­چنین طیف بازیابی نمونه­ ها به کمک طیف نورسنج بازیابی در بازه ­ی مرئی با طول موج 400 تا nm700 اندازه گیری شد. مقدارهای پارامترهای رنگی مشخص شد و شاخصسیاهی حدود 65/3 برای نمونه ها محاسبه شد و دیده شد مقدار بازتاب در نمونه ­های دارای نانولوله­ های کربنی عامل دار شده 50 درصد کاهش داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] Zein S.H.S., Boccaccini A.R., Zainal W.N.H.W, Effect of Manganese Oxide on Theproperties of Polyvinyl Alcohol Multi-Walled Carbon Nanotube Composites as Model Supercapacitors Material, World Appl. Sci. J. 6 (6): 737–747 (2009).
[2] Cano L., Gutierrez J., Tercjak A., Rutiletio2 Nanoparticles Dispersedinaself- Assembled Polystyrene-Block-Polymethylmethacrylat Ediblock Copolymer Template, J. Phys. Chem. 117: (2):1151–1156 (2013).
[3] Pandey A., Prasad A., Moscatello J.P., Yap Y.K., Stable Electron Field Emission from PMMA CNT Matrices, ACS Nano, 4 (11): 6760–6766(2010).
[4] Tang B. Z, Xu H. Y., Preparation, Alignment and Optical Properties of Soluble Poly (Phenyl Acetylene) Wrapped Carbon Nanotubes, Macromolecules, 32(8): 2569-2576(1999).
[5] Yang Z., Lijie C., James A.B., Li S., Ajayan P.M., Experimental Observation of an Extremely Dark Material Made by a Low-Density Nanotube Array, Nano Lett., 8(2): 446-451 (2008).
[6] Sun H., Shen X., Cui S., Xu N., Preparation and Absorption Properties in Near Infrared Wavelength of Carbon Nanotubes/Acrylate Coatings, Chin. J. Chem. Phys., 6 (20): 784-788 (2007).
[7] Asakuma N., Fukui T., Toki M., Imai H., Low-Tempera-Ture Synthesis of ITO Thin Films Using an Ultraviolet Laser for Conductive Coating on Organic Polymer Substrates,J. Sol-Gel Sci. Technol., 27(1): 91-95 (2003).
[8] Weon J.I., Creasy T.S., Sue H.J., Mechanical Behavior of Poly Methyl Metha Crylate with  Molecules Oriented Via Simple Shear, Polym.Eng.Sci., 45 (3): 314–324 (2005).
[9]Haghighat F.,  Mokhtary  M., Mortazavi S., Preparation and Characterization of Poly Vinyl Pyrrolidone / Carboxyl Functionalized Multiwalled Carbon Nanotube Nanocomposite, Iran. J. Chem. Chem. Eng.(IJCCE), 36 (1):159-167 (2017).
[10] Moezzi A., Mcdonagh A.M., Cortie M.B., Zinc Oxide Particles: Synthesis, Properties and Applications, J. Chem. Eng., 185: 1–22 (2012).
[11] Usman Ali S.M., Alvi N.H., Ibupoto  Z., Nur O., Willander M., Danielsson B., Selective Potentiometric Determination of Uric Acid With Uricase Immobilized on Zno Nanowires, Sens. Actuators B Chem, 152: 241–247 (2011).
[12] Ates E.S., Unalan H.E., Zinc Oxide Nanowire Enhanced Multifunctional Coatings for Cotton Fabrics, Thin Solid Films, 520 (14): 4658–4661 (2012).
[13] Dhall S.,  Jaggi N., Highly Dispersed Platinum Sputtered Multiwall Carbon Nanotubes Based Hydrogen Gas Sensor at Room Temperature, Sensors and Actuators A: Physical, 224: 50-56 (2015).
[14] Karami Horastani Z., Sayedi S.M., Sheikhi M.H., Effect of Single Wall Carbon Nanotube Additive on Electerical Conductivity and Methane Sesitivity of Sno2, Sensors and Actuators B, 202: 461-468 (2014).
[15] Llobet E., Gas Sensors Using Carbon Nanomaterials: A Review, Sensors and Actuators B: Chemical, 179: 32-45 (2013).
[16] Liu J., Rinzle, A.G., Dai H., Hafner J.H., Bradley R.K., Boul P.J., Lu A., Iverson T.,  Shelimov K.B., Huffman C.B., Fullerene Pipes, Science, 280 (5367): 1253-1256 (1998).
[17] Saleh, T.A., The Influence of Treatment Temperature on the Acidity of MWCNT Oxidized by HNO3 or Mixture of HNO3/H2SO4, Applied Surface Science, 257(17): 7746- 7751 (2011).
[18] Zahedniya, M., Ghazi Tabatabaei, Z., Investigation of BTEX Removal from Aqueous Solution by Single Wall Carbon Nanotubes Decorated with Zno, Journal of Water And Wastewater, 29(2): 1-11(2018).
[19] Zhu L.P., Huang W.Y., Ma L.L., Fu S.Y., Yu Y., Jia Z.J., Synthesis And Characteristics of Zno-Cnts Nanocomposites, Acta Phys. Chim. Sin., 22 (10): 1175-1180 (2006).
[20] Du F., Fischer J.E., And Winey K.I., Coagulation Method for Preparing Single-Walled Carbon Nanotube/Poly(Methylmethacrylate) Composites and Their Modulus, Electrical Conductivity, and Thermal Stability, J. Polym Sci., Part B; Polym. Phys., 41: 333- 338 (2003).
[21] Wang Z., Xie G., Wang X., Zhang Z., Rheology and Dispersion Behavior of High- Impact Polystyrene/Ethylene–Vinyl Acetate Copolymer/TiO2 Nanocomposites, Journal of Applie Polymer Science, 100 (6): 4434-4440 (2006).
[22] Kausch H.H., Michler G.H., Effect of Nanoparticle Size and Size-Distribution on Mechanical Behavior of Filled Amorphous Thermoplastic Polymer, Journal of Applied Polymer Science, 105 (5): 2577-2584 (2007).
[23] Chen W.X., Tu J.P., Wang L.Y., Gran H.Y., Xu Z.D., Zhang X.B., Tribological Application of Carbon Nanotubes in a Metal-Based Composite Coating and Composites, Carbon; 41(2): 215-222 (2003).
[24] Zhu L.P., Huang W.Y., Ma L.L., Fu S.Y., Yu Y., Jia Z.J., Synthesis and Characteristics of ZnO- Cnts Nanocomposites, Acta Physico Chimica Sinica , 22 (10): 1175-1182 (2006).
[25] Song  X., Li R., Li H., Hu Z., Mustapha Z. & Lin M., Characterization and Quantification of Zinc Oxide and Titanium Dioxide Nano-Particles In Foods, Food Bioprocess Technol, 7 (2): 456–462 (2014).
[26] Westland S., Cheung T.L.V., Lozman O.R., “A Metric for Predicting Perceptual Blackness”, Presented at the 14th Color Imaging Conference Final Program and Proceedings, Society for Imaging Science and Technology, Arizona, 14-17(2006).
[27] Lee J., Easteal A. J., Metson J. B., Properties of Nano Zno/ Poly(Vinyl Alcohol)/ Poly (Ethylene Oxide) Composite Thin Films, Current Applied Physics, 8 (1): 42-47 (2008).
[28] Alizadeh N. , Safi M., Akbar Yousefi A., PMMA/CB and PMMA/Mwcnts Nanocomposites: Assessments Through Optical Behavior,Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 25 (4): 255-263(2012).
[29] He Z., Zhong C., Su S., Xu M., Wu H., Cao Y., Enhanced Power-Conversion Efficiency in Polymer Solar Cells Using an Inverted Device Structure, Nature. Photon, 6: 591–595 (2012).
[30] Mizuno K., Ishii J., Kishid H., Hayamizu Y., Yasuda S., Futaba D.N., Yumura M., Hata K., A Black Body Absorber from Vertically Aligned Single-Walled Carbon Nanotubes, Appl. Phys. Sci., 15: 6044-6047(2009).
[31] Skompska M., Hybrid Conjugated Polymer/Semiconductor Photovoltaic Cells, Synthetic Metals, 160 (2): 1–15 (2010).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار