الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۲۹
کد مقاله
CHEM29
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
استفاده از شیمی صوتی برای ساخت ریزکره های تو خالی ZnO
نام انگلیسی
Using sonochemistry for the fabrication of hollow ZnO microspheres
لابراتوار فراوری انجماد, کالج مواد و مهندسی دانشگاه پلی تکنیک نورس‌وسترن چین, الزویر
مرجع به انگلیسی
State Key Laboratory of Solidification Processing, School of Materials Science and Engineering, Northwestern Polytechnical University, China; Elsevier
کشور
چین
استفاده از شیمی صوتی برای ساخت ریزکره های تو خالی ZnO
چکیده
ریز کره های تو خالی ZnO که با نانو ذرات جفت شده اند بوسیله سنتنر شیمی صوتی در دمای اتاق با استفاده از کره های کربنی به صورت قالبی تهیه گردیدند. فرآیند رشد پیش ماده بررسی شده است. کره های تو خالی تهیه شده بوسیله پراش پرتو X (XRD)، میکروسکوپی پویشی الکترون نشر میدانی (FE-SEM) و میکروسکوپی عبوری الکترون با تفکیک بالا (HRTEM) شناسایی گردیدند. قطر کره‌های تو خالی تهیه شده در حدود ۵۰۰nm است و دیواره های آنها از چندین نانو بلور متراکم ZnO با قطرهای ۹۰nm تشکیل شده اند. مکانیسم رشد ممکن برای تشکیل ریز کره های ZnO در اینجا ارائه شده است که در آن، کره های کربنی نقش مهمی را در تشکیل ریز کره های توخالی ZnOوورتزیت ایفا می‌کنند. ساختار مخصوص کره‌های توخالی ممکن است در نانو الکترونیک، نانوفوتونیک و نانو دارو کاربرد یابد.
در سرتاسر دهه گذشته، کره های تو خالی به علت ویژگی های خود نظیر چگالی پایین، مساحت سطح بالا، نفوذپذیری خوب و خواص نوری مشخص توجه قابل توجهی را به خود جلب نموده‌اند. این خواص در سنتنر عمومی مواد عاملی (عامل دار) توجه زیادی را معطوف خود ساخته‌اند که به علت کاربردهای مهم آنها در حوزه های گسترده مختلف نظیر کاتالیزورها، پرکننده‌ها، پوشش ها، ذخیره شیمیایی، رنگدانه ها، سلولهای مصنوعی، محافظت از اجزای حساس به نور، مواد دارای ثابت دی الکتریک پایین و عوامل کپسولی برای دارو رسانی می باشد [۱-۵]. روشهای شیمیایی و فیزیک و شیمیایی متعددی نظیر اثر کرکندال، آماده سازی استوالد، تکنیکهای خود جفت شدگی، تکنیکهای تخریب قالبی و خود تبدیلی القا شده شیمیایی برای ساخت ساختارها و کره های توخالی مختلف توسعه یافته اند [۶-۱۱]. ثابت شده که از میان این روشها، روش سنتز قالبی جهت دار موثرترین راهکار و استراتژی چند عاملی برای ساخت ابرساختارهای معدنی توخالی می باشد. قالبهای مختلف نظیر قالبهای سخت (مانند کره های پلی استایرن، حبابهای گاز، ریز کره های پلیمری و کره های سیلیسیومی) [۱۲-۱۵] و قالبهای نرم (مانند ابرمولکولها، مایعات یونی، مواد فعال سطحی و ژلهای آلی) برای سنتنر مواد کروی تو خالی مورد استفاده قرار گرفته اند [۱۶-۱۹].
فراصوت به علت پدیده های حفره سازی صوتی که شامل تشکیل، رشد و فرو پاشی انفجاری فوری حبابها در مایع است، تغییرات شیمیایی ایجاد می کند و می تواند نقاط داغ محلی را که دمای تقریباً ۵۰۰۰°C، فشار حدود ۵۰۰atm و طول عمر چند میکرو ثانیه دارد، ایجاد نماید [۳۰]. این شرایط سخت می تواند واکنشهای شیمیایی نظیر اکسایش، کاهش، انحلال و تجزیه را که در ساخت انواع نانو ذرات فلزی، اکسیدی، سولفیدی و کاربیدی توسعه یافته، به راه بیندازد [۳۱-۳۵]. بنابراین روش شیمی صوتی فراصوت در سالهای اخیر ابزار مهمی در شیمی شده است. این روش برای تهیه نانو ذرات و مواد جدید دارای خواص غیر معمول نظیر فلزات، اکسید فلزی و غیره با موفقیت به کار برده شده است. بر اساس دانش ما، هیچ گزارشی در مورد تهیه ریز کره های تو خالی ZnO با استفاده از این روش منتشر نشده است. در اینجا، ما روش شیمی صوتی ساده ای را برای تهیه ساختارهای کروی تو خالی ZnO گزارش می کنیم. روش ما نه به دستگاه پیچیده ای نیاز دارد و نه به کاتالیزور فلزی. این روش یک روش آسان و مقرون به صرفه برای تهیه ساختارهای کروی توخالی ZnO جفت شده با نانو ذرات می باشد.
۲- بخش تجربی
۲-۱٫ تهیه کره های کربنی
۶ گرم ساکارز در ۴۴mL آب حل شد تا محلول شفافی تشکیل شود. این محلول، سپس در یک اتوکلاو۵۶mL با آستر تفلونی گذاشته شد و در آن بسته شد و به مدت ۴ ساعت در دمای ۱۸۰°C نگهداری شد. سپس محصولات سانتریفوژ شده، شسته شده و طی پنج چرخه مجدداً در آب پخش گردیدند. کره های کربنی، سپس، به مدت ۲ ساعت در دمای ۸۰°C تحت خلأ خشک شدند.
۲–۲٫ تهیه کره های تو خالی ZNO
در یک نمونه سنتنر کره های تو خالی ZNO، محلول آغازین با اختلاط ۱/۳۴۸۳ گرم و ۴۰mL آب فاقد یون (DI) تهیه شد. سپس، ./۱۵ گرم کره کربنی به محلول افزوده شد و محلول در بشر به مدت ۳۰ دقیقه به شدت به هم زده شد. سپس، بشر محتوی محلول با استفاده از یک دستگاه شیمی صوتی (فرکانس فراصوت ۴۰kHz با توان خروجی ۹۰w بود) تحت شرایط محیط تحت فرآیند قرار گرفت و در دمای اتاق نگهداشته شد تا ذرات چند سازه(کامپوزیت) ZnO– کربن رشد کنند. نمایش شماتیک سیستم واکنش در مرجع [۳۶] نشان داده شده است. پس از تابش، محصولات سانتریفوژ شده، شسته شده، و در اتانول طی سه چرخه مجدداً پخش شدند. سرانجام، محصولات به مدت ۱۲ ساعت در دمای اتاق در هوا و به مدت ۲ ساعت در دمای ۶۰°C قرار گرفتند، سپس ذرات چند سازه ZnO– کربن تشکیل شدند. برای تولید کره های تو خالی ZnO، ذرات چند سازه ZnO– کربن به مدت ۲ ساعت در دمای ۶۰۰°C در هوا کلسینه شدند.
۲-۳٫ تعیین خصوصیات
ساختار فاز و خلوص فاز پودرهایی که به این صورت سنتنر شده اند بوسیله پراش پرتو X ( XRD، پراش سنج پرتو Philips X’pert X هلندی با تابش Cu-ka،=۱/۵۴۰۶ λ) در ولتاژ ۴۰kV، جریان ۳۰mA در محدوده ۲θ مساوی با ° ۲۰-۹۰تعیین گردید. دماهای کاهش وزن محصولاتی که به این صورت سنتز شده اند در یک آنالیزگر گرمایی۵۲۰۰ –Perkin-Elmer SSC با سرعت حرارت دهی ۱–۱۰°C min از دمای اتاق تا ۸۰۰°C در هوا انجام شدند. مورفولوژی سطح و اندازه ریز کره های تو خالی ZnO به وسیله میکروسکوپی پویشی الکترون با نشر میدانی (FE-SEM، Zeiss، آلمان، میکروسکوپ ۵۵ supra با ولتاژ در حال افزایش ۲۰kV) با طیفهای پخش انرژی مشاهده گردید. تصاویر میکروسکوپی عبوری الکترون (TEM) با تفکیک بالا و الگوی پراش الکترون ناحیه انتخابی (SAED) به وسیله میکروسکوپ عبوری الکترون هیتاچی مدل H-800 که در ولتاژ ۱۰kV عمل می‌کند، به دست می آمد.
شیمی صوتی ساخت ریزکره های تو خالی ZnO
۳- نتایج و بحث
الگوی آنالیز XRD در شکل ۱ فازهای ZnO پس از کلسینه شدن در دمای ۶۰۰°C را نشان میدهد. ذرات حاصله متشکل از ZnO بسیار بلوری با ساختار کریستالی وورتزیت بودند. ساختار ZnO وورتزیت به گروه فضایی P63mc (186No.) تعلق دارد و تقارن شش وجهی دارد. تمام پیکهای XRD (شکل۱) به ساختار شش وجهی استاندارد ZnO (0511-89JCPDS Card No. ) نسبت داده می شوند و هیچ پیک مخصوص برای ناخالصیها مشاهده نمی شود. دمای کلسینه شدن در ۶۰۰°C نه تنها قالب را حذف می کند بلکه ساختار شش وجهی تشکیل می دهد. اندازه متوسط ریز بلورهای ذرات ZnO با استفاده از فرمول شرر d = kl/bcosq که در آن d اندازه متوسط ریز بلورهای پودر، l طول موج Cu-Ka که مساوی است با ۱/۵۴۰۶، b پهنای کل در شدت نصف ماکزیمم (FWHM) پیک (۰۰۲) بر حسب رادیان، زاویه پراش براگ و K ثابتی است که معمولاً مساوی با ۰/۹ است، در حدود ۲۹/۹nm محاسبه گردید.
بر اساس مسیر واکنش فوق و نتایج تجربی، فرآیند رشد ممکن زیر را برای ریز کره های تو خالی ZnO ارائه داده ایم و نمودار شماتیک آن در شکل ۵ نشان داده شده است. سنتز قالبی، روش عمومی برای تهیه کره های تو خالی است و قالبها به عنوان چارچوبی در برابر سایر موادی که با مورفولوژی مشابه مورفولوژی قالبها جفت می شوند، عمل می کنند. در مرحله شروع واکنش، سطح کره های کربنی کلوییدی، آبدوست است و توزیعی از گروههای OH– و C=O– دارد بنابراین کره های کربنی کلوییدی، هنگامی که Zn2+ به محلول اضافه می شود، می توانند Zn2+ را جذب کرده و به وسیله آنها پایدار شوند. هنگامی که واکنش تابش پیشرفت می کند، رادیکالهایی نظیر و بوسیله صوت کافت (سونولیز) آب در محیط هوا تولید می شوند [۳۷]. بر اساس دانش ما، فقط رادیکالهای می توانند در رشد نانو ذرات ZnO مشارکت داشته باشند [۴۰].
شیمی صوتی ساخت ریزکره های تو خالی ZnO
۴- نتیجه‌گیری
ما به طور خلاصه، ریز کره های تو خالی ZnO را به روش شیمی صوتی ساده و با استفاده از کره های کربنی به عنوان قالب در یک محلول آبی تحت شرایط محیط با موفقیت سنتنر کرده ایم. کره های کربنی به روش آب گرمایی (هیدروترمال) ملایم سنتنر شده اند. این روش در مقایسه با سایر روشها، یک روش سبز، ساده و مقرون به صرفه را برای سنتز کره های تو خالی یکنواخت ZnO که بر روی پوسته آن، نانو ذرات ZnO، ۳۰ نانومتری تشکیل شده است، فراهم می کند. ما انتظار داریم که این فرآیند صوت شیمی (شیمی صوتی) را بتوان به آسانی برای سنتز سایر انواع اکسیدهای فلزی کروی تو خالی عمومیت داد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
