تاثیر ناخالصی کبالت (Co) بر ویژگی‌های ساختاری و اپتیکی نانوکریستالهای اکسید روی (ZnO) تهیه شده با روش همرسوبی

در این تحقیق نانوذرات خالص ZnO و آلیاژی Co-ZnO با درصد های ناخالصی %5 و %10 کبالت و با پیش ماده­های جدید سولفات روی و کلرید کبالت در حضور پایدارسازهای NaBH4 و CTAB با روش همرسوبی ساخته شدند. به منظور تعیین خواص بلوری، اپتیکی و موفولوژیکی از نمونه ها آنالیز­های XRD،TEM FTIR ، EDX، FESEM و UV-DRS صورت گرفت. نتایج ساختاری XRD نشان داد که نمونه های خالص و به همراه ناخالصی دارای ساختار هگزاگونال هستند. همچنین نتایج پراش اشعه ایکس نشان داد که با افزایش ناخالصی Co از اندازه نانوذرات تاnm 40 برای حالت %10 کاسته می­شود. نتایج آنالیز FESEM حاکی از یکنواختی نانوذرات می­باشد، بطوریکه با افزایش ناخالصی کبالت از میزان یکنواختی آنها کاسته می­شود. نتایج آنالیز عنصری EDX نشان داد که درصد وزنیZn  برای نمونه های %0، %5 و %10 بترتیب برابر باwt%81، wt%2/79 و wt%4/74 می­باشد که این کاهش، نشان دهنده ورود ناخالصی کبالت بصورت درون شبکه­ای و جایگزینی آن با اتمهای Zn می­باشد. نتایج آنالیز TEM نشان دادند که نانوذرات با ناخالصی %5 بصورت شبه کروی در اندازه nm55 تشکیل می شوند. نتایج آنالیز FTIR حاکی از قله جذب بسیار شدیدی در عدد موج cm-1434، متعلق به پیوند ارتعاشی Zn-O و قله جذب ایجاد شده در عدد موج cm-13434 مربوط به فعالسازی رادیکالهای OH می­باشد که با افزودن ناخالصی مقدار جذب آن افزایش می­یابد و در نتیجه باعث افزایش فعالیت فتوکاتالیستی در این نمونه می­شود. آنالیز UV-DRS،‌ نشان داد که گاف نوار انرژی نمونه با افزایش ناخالصی کبالت، از eV17/3 برای نمونه خالص اکسید روی تا eV88/2 در نمونه ای با ناخالصی %10 بطور چشمگیری کاهش می­یابد.

Keywords:

نانوذرات اکسید روی , ناخالصی کبالت , ساختار کریستالی , همرسوبی , سنتز شیمیایی