سنتز و مطالعه اثر ناخالصی al و cu بر خواص ساختاری، اپتیکی و فوتوکاتالیستی نانو ذرات اکسید روی

در این پایان نامه نانوپودر اکسید روی به روش سل-ژل اصلاح شده سنتز و اثر افزودن ناخالصی مس و آلومینیوم بر روی ویژگی های ساختاری، اپتیکی و فوتوکاتالیستی آن مورد بررسی قرار گرفت. طیف پراش پرتو ایکس ‎(xrd)‎ حاصل از نمونه ها نشان دهنده ی ساختار هگزاگونال وورتسایت می باشند. همانطور که از نمودار xrd نمونه ها مشخص است با افزایش غلظت 5 و 10 درصد al، قله های اضافی در 2???59/5?^? و 2???65?^? ایجاد شده که مربوط به فاز هگزاگونال اکسید آلومینیوم است. همچنین با افزایش ناخالصی در نمونه ی zno‎ آلائیده بامس در میزان ناخالصی ‎15‎ درصد مس یک قله اضافی در2? ? ?39?^? مشاهده شد که مربوط به فاز مونوکلینیک اکسید مس می باشد. تصاویر ‎tem‎ بدست آمده از نمونه ی اکسید روی آلائیده با ‎5‎ درصد مس و اکسید روی آلائیده با ‎5‎ درصد آلومینیوم نشان داد که میانگین ذرات به ترتیب در حدود ‎ 44 nm‎ و 27 nm می باشد و هر دو نمونه رشد ذرات کروی را نشان می دهد که در ذرات بزرگ تر به سمت شش وجهی میل می کند. طیف ftir نمونه های zno، zno: 5% cu و zno: 5% al در دمای تکلیس ?700?^° c نشان می دهد که در نمونه ی خالص zno جذب شدید درحوالی خط طیفی 434 cm^(-1) می باشد که مربوط به پیوند zn-o است. با اضافه شدن ناخالصی های 5% مس و آلومینیوم جذب شدید به ترتیب در حوالی 432 cm^(-1) و 430 cm^(-1) مشاهده شده است. در ناحیه فرابنفش نیز گاف انرژی با استفاده از طیف جذبی محاسبه شده است که نشان می دهد با افزایش ناخالصی گاف انرژی کاهش یافته است به طوریکه گاف انرژی برای نانو پودرهای zno، zno: 5% al ، zno: 5% cu ، zno: 15% al و zno: 15% cu به ترتیب ev 6/3 ، ev 5/3 ، ev 4/3 ، ev 1/3 و ev 2/3 می باشد. اثر فوتوکاتالیستی نمونه های zno، zno:5% al و zno:5% cu نیز از طریق تاثیر محلول متیل اورانژ و اندازه گیری های طیفuv مورد بررسی قرارگرفت و مطالعات حاصل نشان داد که بیشترین اثر فوتوکاتالیستی مربوط به نمونه zno: 5% al می باشد. علاوه براین، به کمک طیف سنجی فوتولومینسانس (pl) گاف انرژی برای نانوپودرهای zno، zno: 5%al و zno: 5%cu به ترتیب 3/4 ev ، 3/31 ev و 3/35 ev بدست آمد که تطابق خوبی با نتایج بدست آمده از آنالیز uv-vis دارد.