عنوان

سنتز و رفتار فوتوکاتالیستی اکسید روی نانوساختار رشد یافته در دمای محیط روی فوم های آلی

‭۱۶۶۶۲پ‬

per

سنتز و رفتار فوتوکاتالیستی اکسید روی نانوساختار رشد یافته در دمای محیط روی فوم های آلی

/نسرین چمن گرد

: فنی مهندسی مکانیک

، ‮‭۱۳۹۵‬

، راشدی

چاپی

کارشناسی ارشد

مهندسی مواد وعلم مواد

‮‭۱۳۹۵/۰۶/۱۵‬

تبریز

در این تحقیق، نانوساختارهای اکسید روی ‮‭(ZnO)‬ با استفاده از روش شیمیایی جذب و واکنش لایه‌صی یونی بصورت پشت سر هم ‮‭(SILAR)‬ بر روی زیرلایه‌صی فوم پلی‌صیورتان رشد داده شده است .همچنین جهت بررسی تاثیر پارامترهای مختلف سنتز بر مورفولوژی نانوساختارهای اکسید روی، فرآیند رشد با تعداد سیکل‌صهای مختلف و در محلول‌صهای کاتیونی با‮‭pH‬ های مختلف انجام شد .جهت بررسی تاثیر سطح ویژه در بازده فرآیند فوتوکاتالیستی، نانوساختارصهای اکسید روی بر روی زیرلایه‌صی بالک شیشه نیز رشد داده شد .ماهیت و مورفولوژی نانوساختارهای حاصله با استفاده از پراش اشعه ی ایکس ‮‭(XRD)‬ و میکروسکوپ الکترونی روبشی ‮‭(SEM)‬ مورد بررسی قرار گرفت .مشخصه‌صیابی خواص نوری نانوساختار اکسید روی و نیز اندازه‌صگیری سطح ویژه به ترتیب توسط طیف‌صسنجی در ناحیه‌صی مرئی و فرابنفش امواج الکترومغناطیس‮‭Vis - ((UV‬و روش ‮‭Brunauer, Emmett, Teller (BET)‬ انجام پذیرفت و رفتار فوتوکاتالیستی نمونه‌صها با بررسی تجزیه‌صی رنگ اسید نارنجی ‮‭۷‬ مورد بررسی قرار گرفت و میزان تخریب رنگ در فرآیند فوتوکاتالیستی توسط طیف‌صسنجی مرئی-فرابنفش‮‭vis) -(UV‬مورد ارزیابی قرار گرفت .نتایج آزمایش‌صها نشان دادند که مورفولوژی‮‭ZnO‬ ، در نمونه‌صهای رشد یافته به میزان‮‭۲۵‬ ، ‮‭۵۰‬ و ‮‭۱۰۰‬تعداد سیکل غوطه‌صوری به ترتیب به صورت نانوذره، نانولوله و نانوورق و در تعداد سیکل ‮‭۱۵۰‬ شبکه‌صای پیوسته از نانوورق‌ص‍-های نازک حاصل شد .در ‮‭۸=pH‬ ساختاری بی‌صنظم از نانولوله که تمایل به خوشه‌صای شدن دارند بدست آمد، درحالیکه در ‮‭۹=pH‬ تشکیل نانوورق‌صها مشاهده گردید .از طرف دیگر با افزایش ‮‭pH‬ تا ‮‭۱۰‬ ساختاری متخلخل تشکیل شد، بطوریکه نانوورق ها بصورت متقاطع داخل میکروحفره‌صها قرار گرفته و در ‮‭۱۲=pH‬ به دلیل بالا بودن غلظت یون هیدروکسید ساختاری مشابه با ساختار ‮‭۹=pH‬ با تخلخل بالاترحاصل شد .در مقایسه رفتار فوتوکاتالیستی نانوورق‌صهای اکسید روی رشد داده شده بر روی زیرلایه فوم و زیرلایه شیشه، به رغم یکسان بودن اندازه باند گاف، در نمونه با زیرلایه متخلخل به دلیل بالا بودن سطح ویژه نانوورق‌صهای ‮‭ZnO‬ رشد داده شده، افزایش ‮‭۵۱‬ درصدی تخریب رنگ نسبت به نمونه با زیرلایه شیشه مشاهده گردید

In this study, different nanostructures of zinc oxide are grown on PolyUrethane foam substrate by using of successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) Chemical method. In order to evaluate the effect of various parameters synthesis on the morphology of ZnO nanostructures, the growth process was conducted with different number of cycles and cationic solutions with different pH. For examination of the effect of specific surface area on photocatalytic process efficiency, the ZnO nanostructures also were grown on the bulk substrate. The nature and the morphology of resulted nanostructures were examined by scanning electron microscopy and X-ray diffraction spectroscopy. The Optical properties of ZnO and the specific surface area were measured by using Ultravioletvisible spectroscopy (UV-Vis) and the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method respectively. The study of photocatalytic behavior of ZnO nanostructures was done through decolorization of the aqueous solution of acid orange 7 under UV-C illumination.The decomposition of dye in the photocatalytic process was evaluated by UV-visible spectroscopy. The results showed that the morphology of ZnO in the samples grown with the number of immersion cycles of 25, 50, 100 and 150, the nanoparticles, the short nanorods, the nanosheets and a highly porous structure consisting of a quite continuous network of thin wrinkled nanosheets were obtained respectively. At pH=8 the messy structure of nanorods that have a tendency to cluster was obtained while at pH=9 the formation of nanosheets it can be seen. On the other hand with increase of pH amount to 10 a highly porous structure including nanosheet-assembled ZnO microspheres of intersecting nanosheets was achieved. At pH =12 due to the high concentration of hydroxide ion, the resulting structure is similar to that of pH=10 with higher porosity. In comparison of photocatalytic behavior of the ZnO nanosheets despite of similarity size of the band gap, in the sample with foam substrate because of the higher specific surface area of the nanosheets grown on foam substrate, 51 increase in the photocatalytic efficiency was observed

چمن گرد، نسرین

اصغرزاده، حامد، استاد راهنما

ختائی، علیرضا، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی