نانوکامپوزیت های Cu-Cr-Oو Zn-Cr-O.Cu-Cr-O: تولید و بررسی اثر پارامترهای گوناگون بر روی ترکیب، ریخت شناسی و دانه بندی آن ها

در این پژوهش، تولید نانوکامپوزیت­ هایCu-Cr-O وCu-Cr-O.Zn-Cr-Oبه روش هم ­رسوبی و به دنبال آن کلسینه کردن  ماده پیش ­ساز در pH=۹ انجام شد. تاثیر موادی مانند نمک­های آلومینیوم نیترات و روی نیترات ، فعال کننده ­های سطحی PEG-۴۰۰ و PEG-۶۰۰ و شرایط گوناگون کلسینه کردن ماده پیش­ ساز بر ساختار بلوری، ترکیب و ریخت شناسی نانوکامپوزیت بررسی شد. نانو کامپوزیت­ های تولید شده با استفاده ازدستگاه پراش پرتوایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی  (SEM) و طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتو (EDX)X، شناسایی شدند. طبق نتیجه­ های به­ دست آمده، زمانی­ که نمک­های استفاده شده مس(II) نیترات و آمونیوم دی کرومات بدون فعال کننده سطحی باشد، ترکیب نانوکامپوزیت شامل ترکیباتCuO  واسپینل CuC۲rO۴  خواهد بود. درحالی­ که در حضور فعال کننده­ های سطحی PEG-۴۰۰  و PEG-۶۰۰ افزون بر CuCr۲O۴ و CuO ، مقدار بسیار اندکی Cu۲Cr۲O۴ نیز در ساختار دیده می­ شود. حضوراین ماده می­ تواند به دلیل کاهش تعداد کمی از کاتیون­ های Cu۲+ به Cu+ در اسپینل، با حضور مقدار اندکی از فعال کننده سطحی باقی مانده در هنگام سنتز ماده پیش­ ساز باشد. افزون شدن نمک روی(II) نیترات، باعث افزون شدن اسپینلZnCr۲O۴ به اسپینل CuCr۲O۴ و حذف CuO از نانوکامپوزیت می­ شود. در حالی­ که افزودن نمک آلومینیوم نیترات به مواد اولیه نخستین، باعث ورود Al۲O۳ به ساختار نانوکامپوزیت در کنار CuCr۲O۴ و CuO می ­شود. ساختار اسپینلی CuAl۲O۴ در این­جا تشکیل نمی­ شود چون اسپینل CuCr۲O۴ طبق نطری ه­ی میدان بلور از اسپینل CuAl۲O۴ (که دارای یون­های(d۰)Al۳+ است) پایدارتر است. نتیجه­ های SEM مشخص کرد که شرایط گوناگون کلسیناسیون ماده­ی پیش ساز و فعال کننده سطحی بر روی ریخت ­شناسی و دانه ­بندی و اندازه ذره­ های نانوکامپوزیت تاثیرگذار است. بهترین نانوکامپوزیت از نظر یکنواختی اندازه ذره­ ها و ریز بودن، نمونه ­ای است که مواد اولیه شامل Zn(NO۳)۲.۹H۲O، Cu(NO۳)۲.۳H۲O و  (NH۴)۲Cr۲O۷ است و ماده پیش ­ساز دو ساعت در دمای ˚C۴۰۰ و دو ساعت در دمای C˚۶۰۰ کلسینه می­ شود. ترکیب ذره­ها در این­جا شامل دو اسپینل CuCr۲O۴ و ZnCr۲O۴ و ریخت­ شناسی ذره­ ها شامل نانو صفحه­ های کوچکی با ضخامت در حدود ۱۵ نانومتر است.

کلیدواژه ها:

نانوکامپوزیت ، هم رسوبی ، فعال کننده سطحی ، شرایط کلسیناسیون