ساخت نانوذرات کلوئیدی اکسید تنگستن (wo3) و بررسی ویژگی های گازوکرومیک آن

اکسید تنگستن یک نیمه رسانا با گاف انرژی پهن و خواص رنگ پذیری شناخته شده ای می باشد. این اکسید فلزی خواص و کاربردهای بسیاری از جمله خاصیت الکتروکرومیک، فوتوکاتالیست و حسگر گازی دارد. از این بین خواص رنگزایی آن در حضور گاز هیدروژن بسیار مورد توجه می باشد. امروزه گاز هیدروژن به عنوان سوخت پاک و تجدید پذیر جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی در مصارف خانگی، صنعت و خصوصاً بخش حمل و نقل به شمار می رود. نکته قابل توجه در استفاده از این گاز، قابلیت اشتعال زیاد آن در بازه 4-75% در ترکیب با هوا است. اکسید تنگستن هنگامی که در معرض گاز هیدروژن قرار می گیرد تغییر رنگ می دهد که می توان از آن به عنوان حسگر گاز هیدروژن استفاده کرد. در این تحقیق نانوذرات کلوئیدی اکسید تنگستن به روش الکترولیز ساخته شد. به منظور حساس نمودن نانوذرات به گاز هیدروژن، از کاتالیست پالادیم استفاده شد. به این ترتیب که محلول pdcl2 (g/lit 2/0) با نسبت های معین به محلول حاصل از الکترولیز افزوده شد. نمونه های پودری از نانوذرات برای تشخیص ساختار، پیوندهای شیمیایی ومورفولوژی نانوذرات تهیه شد. طیف پراش پرتو ایکس (xrd) خواص ساختاری نمونه ها را مشخص نمود. از این آنالیز مشخص شد که نانوذرات به دست آمده اکسید تنگستن آبدار (wo3.2h2o) هستند. با پخت این پودرها در دماهای 100، 200، 300، 400، 500 و c? 550 شاهد حذف آب ساختار و تشکیل wo3 مونوکلینیک هستیم. خواص شیمیایی نمونه ها از طریق آنالیز طیف سنجی مادون قرمز فوریه (ftir) و اسپکتروسکوپی فوتو الکترون های پرتوایکس (xps) مطالعه شد. نتایج این آنالیزها به خوبی نشان دهنده ی حذف پیوندهای مربوط به مولکول های آب و گروه های هیدروکسیل از نمونه وتشکیل حالت های کاملا اکسایش یافته بعد از پخت نمونه ها می باشد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem) بیانگر تشکیل مورفولوژی صفحه گونه در برخی قسمت ها می باشد. خواص اپتیکی محلول کلوئیدی با دستگاه اسپکتروفوتومتر (uv-vis) در محدوده nm 1100-200 اندازه گیری شدند. از نتایج به دست آمده به وضوح می توان تاثیر پالادیوم و زمان الکترولیز را بر فرآیند گازوکرومیک مشاهده کرد. این آنالیز مشخص می کند که استفاده از میزان مشخصی از پالادیوم باعث بهبود فرآیند گازوکرومیک می شود. همچنین تحت تاثیر هیدروژن چندین پیک جذبی شدید در مکان های ev 27/1، ev 58/1 و ev 97/1 در طیف ضریب جذب مشاهده شد. هر کدام از این پیک ها متعلق به مرکز رنگ خاصی بوده که به ترتیب به عنوان مراکز پارامغناطیس حجمی، پارامغناطیس سطحی و دیامغناطیس سطحی شناخته می شوند.