سنتز، شناسایی و بررسی خواص و کاربردهای شیمیایی و فیزیکی چند نانوپودر اکسید مضاعف با ساختار پروسکایت

تحقیقات انجام شده در این پروژه تحقیقاتی در چهار بخش ارائه شده است. در بخش اول، روش سنتز سه دسته از نانو اکسیدهای مضاعف با ساختار پروسکایت، شامل lamno3، la0.5ca0.5mo3 (m=co, ni)و (9/0–1/0 lafexco1-xo3 (x = با استفاده از نمکهای نیترات فلزی، سیتریک اسید، و ژلاتین به روش سل - ژل بررسی شده است. برای مشخصه یابی نانو پودرها از نظر بلورینگی، مورفولوژی سطح، ناحیه سطح ویژه و اندازه دانه ها از روشهای آنالیزی متداول استفاده گردید. فرایند تجزیه حرارتی پیش ماده های تهیه شده توسط آنالیز حرارتی تفاضلی و آنالیز وزن سنجی حرارتی مورد بررسی قرار گرفت. الگوی پراش اشعه ایکس این ترکیبات، بیانگر تشکیل فاز پروسکایت پس از مرحله تکلیس می باشد. اندازه نانو ذرات سنتز شده توسط تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری حدود 10 تا 40 نانومتر به دست آمد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ تونلی پیمایشی و طیف سنجی اشعه ایکس با پراکندگی انرژی برای بررسی مورفولوژی سطح نانو ذرات و تأیید عناصر موجود در ساختار آنها، استفاده گردید. ناحیه سطح ویژه نانو پودرها توسط روش bet اندازه گیری گردید. همچنین، طیف سنجی مادون قرمز و ماوراء بنفش - مرئی به منظور مطالعه ساختار اکسیدهای پروسکایت تهیه شده مورد استفاده قرار گرفتند. در بخش دوم، از طیفهای ماوراء بنفش نانو ذرات سنتز شده برای رسم نمودارهای ضریب جذب برحسب انرژی فوتون و محاسبه گاف انرژی استفاده گردید. همچنین وابستگی دمایی مقاومت ویژه نانو ذرات la0.5ca0.5mo3 (m=co, ni) و (9/0–1/0 lafexco1-xo3 (x = که در دمای °c1100 تفجوشی شده بودند، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که در کلیه ترکیبات فوق، مقادیر مقاومت ویژه با افزایش دما کاهش می یابد که بیانگر رفتار نیمه رسانایی آنها می باشد. به علاوه خاصیت دی الکتریک و فروالکتریک نانو پودرهای (9/0–1/0 lafexco1-xo3 (x = و وابستگی این خواص به مقدار آهن موجود در ساختار آنها مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج به دست آمده از حلقه های پسماند الکتریکی، حاکی از افزایش مقادیر قطبش و ثابت دی الکتریک با افزایش مقدار آهن موجود در نمونه های مذکور می باشد. در بخش سوم از این پروژه تحقیقاتی، توانایی نانو پودرهای la0.5ca0.5nio3 و (9/0و1/0lafexco1-xo3 (x = به ترتیب برای حذف یک رنگ، به نام راکتیو بلو 5 و یک آفت کش به نام ویتاواکس از محلول آبی مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات جذب، در مقادیر ph گوناگون، غلظت های متفاوت جذب شونده، مقادیر مختلف جاذب، دما و زمان تماس برای نیل به شرایط بهینه انجام گردید. نتایج نشان داد که این ترکیبات با راندمان جذبی قابل قبول و ظرفیت جذبی بالا قادر به حذف رنگ rb5 و آفت کش ویتاواکس می باشند. مدلهای سینتیکی و همدمای جذبی برای هر دو فرایند جذب مطالعه گردید و نتایج آشکار کرد که جذب هر دو آلاینده با مدل لانگمویر، بهتر از مدل فرندلیچ توصیف می شود. در فرایند حذف آفت کش ویتاواکس مقدار انرژی فعال سازی و فاکتور آرنیوس با استفاده از مقادیر ثابت سرعت، به دست آمد. همچنین، پارامترهای ترمودینامیکی این فرایند جذبی تعیین گردید. در بخش چهارم، محاسبات نظری شامل پارامترهای هندسی، خواص الکترونی و نوری ترکیبات lnmno3 (ln=la, pr, gd, dy, ho) با استفاده از نظریه تابع چگال و روش b3lyp مورد بررسی قرار گرفت. برای مطالعه خواص الکترونی از روش nbo و برای انجام محاسبات از مجموعه های پایه lanl2dz و sddاستفاده شد.