تولید نانو میله اکسید روی به روش هیدروترمال

اکسید روی کاربردهای گسترده ای در مواد الکترونیک و فتونیک دارا می باشد. بیشترین و گسترده ترین کاربرد اکسید روی در ساخت سنسور های گاز است. افزایش سطح ویژه، باعث بهبود و ارتقاء خواص روی شده و لذا تولید و مصرف نانومیله های اکسید روی در سالهای اخیر مورد توجه محققین بسیاری قرار گرفته است. روش های متعددی برای نانومیله اکسید برخی از فلزات از جمله روی وجود دارد. یکی از روش های نوین تولید نانومیله ها به ویژه از جنس اکسید روی روش هیدروترمال است. در این زمینه تحقیقات زیادی در سطح جهان تاکنون انجام گرفته و یا در حال انجام است. روش هیدروترمال فرآیندی است که در دما ها و فشارهای بالا برای تولید ماده مورد نظر، مورد استفاده قرار می گیرد. در تحقیق حاضر، تلاش ما بر این است که با استفاده از مواد و افزودنی های مناسب و به کمک روش هیدروترمال در دماهای پایین و فشارهای کم به نانومیله های اکسید روی دست یابیم. برای این منظور پس از بررسی تاثیر کلی فرآیند هیدروترمال بر ساختار تولیدی، روندی ساده با مصرف انرژی و زمان مناسب معین شده، سپس به دنبال آن اثر پارامترهای مختلف بر ساختار اکسید روی تولیدی در جهت رسیدن به ساختار مطلوب و مورد نظر، که نانومیله می باشد، صورت گرفت. فرآیند هیدروترمال در دمای واکنش پایین?c 60 و با شرایط آزمایش پایه به صورت غلظت اولیه ی استات روی 0.02 مولار به عنوان نمک روی، غلظت اولیه ی naoh با 2 مولار به عنوان کریستال کننده در حلال آب و زمان واکنش به مدت 21 ساعت، مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش با توجه به امکانات موجود پارامترهای مختلفی از جمله غلظت اولیه استات روی دو آبه به عنوان نمک روی، غلظت اولیه کریستال کننده، زمان واکنش، نوع حلال و نوع کریستال کننده مورد مطالعه ساختاری قرار گرفت. نمونه های آزمایش توسط آنالیزهای تعیین اندازه ذرات با لیزر، میکروسکوپ الکترونی عبوری/روبشی و پراش اشعه ایکس مورد بررسی واقع شد. نتایج آنالیز پراش اشعه ایکس تولید اکسید روی با ساختار ورتزیت هگزاگونال را از طریق فرآیند هیدروترمال ساده در دمای پایین در آزمایش ها تایید کردند. همچنین تاثیر فرآیند هیدروترمال در ایجاد ذرات نانومتری با پراکندگی ابعادی کم مشاهده شد. با افزایش زمان واکنش ذرات حاصل بزرگ و رشد بیشتری نشان دادند. با کاهش غلظت کریستال کننده به 1 مولار، مورفولوژی نانومیله و ابعاد آنها تفاوت قابل توجهی نشان داد. با افزایش غلظت اولیه ی استات روی ماهیت سیستم هسته زایی و به دنبال آن ساختار نانومیله ای تولیدی تغییر کرد. همچنین با بررسی دو کریستال کننده ی naoh و koh در دو حلال آب و متانول، نانومیله هایی با مورفولوژی و ابعاد متنوع با گستره ی ابعادی متوسط قطر و طول میله به ترتیب 400-90 نانومتر و3-1 میکرومتر و ساختار تراشه مانند400-150 نانومتر به دست آمد.