تولید نانوساختارهای هسته-پوسته با پایه اکسیدروی و بررسی اثر پوسته بر گاف انرژی و خواص اپتیکی و فوتوکاتالیستی آنها
چکیده
چکیده فارسی: در این تحقیق ابتدا نانوذرات اکسید روی با استفاده از روش رسوب¬دهی شیمیایی تولید شدند. سپس نانوذرات اکسید روی تولید شده، جهت رشد نانوذرات هسته-پوسته zno@zns و zno@ag2s مورد استفاده قرار گرفتند. به¬منظور رشد پوسته سولفید روی، محلول سولفید سدیم به¬عنوان منبع گوگرد مورد استفاده قرار گرفت و آزمایش با سه غلظت متفاوت محلول سولفید سدیم ( m025/0، m05/0 و m1/0) تکرار شد. به¬منظور رشد نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s، نیترات نقره به¬عنوان منبع یون نقره به¬کار گرفته شد و این آزمایش در سه غلظت متفاوت محلول نیترات نقره ( m005/0، m01/0 و m02/0) تکرار شد. خواص ساختاری نانوذرات هسته-پوسته zno@zns و zno@ag2s با استفاده از دستگاه¬های xrd، xps و ftir بررسی شد و نتایج حضور ترکیب پوسته در محصولات را تأیید کرد. هم¬چنین بررسی ریخت¬شناسی نانوذرات هسته-پوسته و اطمینان از تشکیل ساختار هسته-پوسته با استفاده از sem و hrtem صورت گرفت که نتایج تشکیل ساختار هسته-پوسته را نشان می¬دهد. ویژگی¬های نوری این نانوذرات هسته-پوسته با استفاده از طیف¬سنج¬های uv-visible و pl مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج تأیید می¬کنند که هر دو ساختار هسته-پوسته یک سیستم نوع دوم را تشکیل می¬دهند. گاف اپتیکی محصولات هسته-پوسته، کوچک¬تر از گاف اپتیکی نانوذرات اکسید روی تعیین گردید. تجزیه فوتوکاتالیستی رنگ قرمز کنگو و رز بنگال با استفاده از نانوذرات هسته-پوسته zno@zns مورد مطالعه قرار گرفت. تحلیل نمودارهای c/co نشان داد که بیشترین تجزیه¬ی رنگ قرمز کنگو توسط نانوذرات هسته پوسته zno@zns تهیه شده با غلظت m 05/0، پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش و در 7 و 4=ph به¬ترتیب به میزان 71% و 89% ، صورت می¬پذیرد. در 10=ph نیز بیشترین تجزیه¬ی رنگ قرمز کنگو با استفاده از نانوذرات اکسید روی خالص و به میزان 57% صورت گرفت. بیشترین تجزیه¬ی رنگ رز بنگال در 4=ph توسط نانوذرات هسته پوسته تهیه شده با غلظت m05/0 صورت می¬پذیرد، درحالی¬که در 7=ph نانوذرات اکسید روی کاتالیست¬های بهتری بوده و در 10=ph نانوذرات هسته-پوسته zno@zns تهیه¬شده با غلظت m 05/0 و نانوذرات اکسید روی بازده فوتوکاتالیستی یکسانی در تجزیه¬ی رنگ رز بنگال نشان دادند. در ادامه با استفاده از نانوذرات هسته-پوسته zno@zns، حسگر کاغذی جهت شناسایی یون مس در محیط آبی نیز، تهیه شد. زمان واکنش بهینه برای این حسگر کاغذی 20 دقیقه تعیین شد. هم¬چنین ph بهینه و حجم بافر بهینه به¬ترتیب برابر با 4 و mm 10 به¬دست آمدند. سپس محلول¬هایی حاوی یون مس با غلظت¬های متفاوت تهیه شد و از هر کدام مقدار ?l 20 بر روی حسگر کاغذی چکانده شد. پس از 20 دقیقه، از آن¬ها عکس¬برداری شد و تصاویر به کامپیوتر منتقل شدند تا با استفاده از نرم¬افزار imagej میزان شدت هر کدام تعیین شود. پس از تعیین شدت هر نمونه و رسم منحنی کالیبراسیون مشخص شد که شدت رنگ به¬صورت خطی با کاهش غلظت یون مس کاهش می¬یابد. در انتها انتخاب¬گری حسگر کاغذی با بررسی پاسخ آن به حضور دیگر کاتیون¬ها و آنیون¬ها مورد مطالعه قرار گرفت. هم¬چنین به¬منظور امتحان حسگر کاغذی در محیطی با آلاینده¬های ناشناخته، آب رودخانه موتالا سوئد به¬عنوان محیط واکنش مورد استفاده قرار گرفت. به¬منظور بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s، دو رنگ اریوکرم بلک و رز بنگال به¬عنوان آلاینده مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش در 4=ph و 10=ph نانوذرات هسته پوسته zno@ag2s تهیه شده با غلظت m01/0 بیشترین بازده را در تجزیه رنگ اریوکرم بلک نشان دادند، این مقادیر به¬ترتیب برابر با 44% و 69% تعیین گردیدند. هم¬چنین مقایسه نمودارهای c/co نشان داد که بیشترین تجزیه رنگ رز بنگال پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش در 4=ph توسط نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s تهیه شده با غلظت m005/0 صورت می¬گیرد. این درحالی است که نانوذرات اکسید روی به¬عنوان فوتوکاتالیست در محیط خنثی، بازده بالاتری را نشان دادند. هم¬چنین بیشینه تجزیه رنگ رز بنگال در 7=ph برای نمونه¬های مختلف هسته-پوسته و نانوذرات اکسید روی تقریباً مشابه به-دست آمد. چکیده فارسی: در این تحقیق ابتدا نانوذرات اکسید روی با استفاده از روش رسوب¬دهی شیمیایی تولید شدند. سپس نانوذرات اکسید روی تولید شده، جهت رشد نانوذرات هسته-پوسته zno@zns و zno@ag2s مورد استفاده قرار گرفتند. به¬منظور رشد پوسته سولفید روی، محلول سولفید سدیم به¬عنوان منبع گوگرد مورد استفاده قرار گرفت و آزمایش با سه غلظت متفاوت محلول سولفید سدیم ( m025/0، m05/0 و m1/0) تکرار شد. به¬منظور رشد نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s، نیترات نقره به¬عنوان منبع یون نقره به¬کار گرفته شد و این آزمایش در سه غلظت متفاوت محلول نیترات نقره ( m005/0، m01/0 و m02/0) تکرار شد. خواص ساختاری نانوذرات هسته-پوسته zno@zns و zno@ag2s با استفاده از دستگاه¬های xrd، xps و ftir بررسی شد و نتایج حضور ترکیب پوسته در محصولات را تأیید کرد. هم¬چنین بررسی ریخت¬شناسی نانوذرات هسته-پوسته و اطمینان از تشکیل ساختار هسته-پوسته با استفاده از sem و hrtem صورت گرفت که نتایج تشکیل ساختار هسته-پوسته را نشان می¬دهد. ویژگی¬های نوری این نانوذرات هسته-پوسته با استفاده از طیف¬سنج¬های uv-visible و pl مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج تأیید می¬کنند که هر دو ساختار هسته-پوسته یک سیستم نوع دوم را تشکیل می¬دهند. گاف اپتیکی محصولات هسته-پوسته، کوچک¬تر از گاف اپتیکی نانوذرات اکسید روی تعیین گردید. تجزیه فوتوکاتالیستی رنگ قرمز کنگو و رز بنگال با استفاده از نانوذرات هسته-پوسته zno@zns مورد مطالعه قرار گرفت. تحلیل نمودارهای c/co نشان داد که بیشترین تجزیه¬ی رنگ قرمز کنگو توسط نانوذرات هسته پوسته zno@zns تهیه شده با غلظت m 05/0، پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش و در 7 و 4=ph به¬ترتیب به میزان 71% و 89% ، صورت می¬پذیرد. در 10=ph نیز بیشترین تجزیه¬ی رنگ قرمز کنگو با استفاده از نانوذرات اکسید روی خالص و به میزان 57% صورت گرفت. بیشترین تجزیه¬ی رنگ رز بنگال در 4=ph توسط نانوذرات هسته پوسته تهیه شده با غلظت m05/0 صورت می¬پذیرد، درحالی¬که در 7=ph نانوذرات اکسید روی کاتالیست¬های بهتری بوده و در 10=ph نانوذرات هسته-پوسته zno@zns تهیه¬شده با غلظت m 05/0 و نانوذرات اکسید روی بازده فوتوکاتالیستی یکسانی در تجزیه¬ی رنگ رز بنگال نشان دادند. در ادامه با استفاده از نانوذرات هسته-پوسته zno@zns، حسگر کاغذی جهت شناسایی یون مس در محیط آبی نیز، تهیه شد. زمان واکنش بهینه برای این حسگر کاغذی 20 دقیقه تعیین شد. هم¬چنین ph بهینه و حجم بافر بهینه به¬ترتیب برابر با 4 و mm 10 به¬دست آمدند. سپس محلول¬هایی حاوی یون مس با غلظت¬های متفاوت تهیه شد و از هر کدام مقدار ?l 20 بر روی حسگر کاغذی چکانده شد. پس از 20 دقیقه، از آن¬ها عکس¬برداری شد و تصاویر به کامپیوتر منتقل شدند تا با استفاده از نرم¬افزار imagej میزان شدت هر کدام تعیین شود. پس از تعیین شدت هر نمونه و رسم منحنی کالیبراسیون مشخص شد که شدت رنگ به¬صورت خطی با کاهش غلظت یون مس کاهش می¬یابد. در انتها انتخاب¬گری حسگر کاغذی با بررسی پاسخ آن به حضور دیگر کاتیون¬ها و آنیون¬ها مورد مطالعه قرار گرفت. هم¬چنین به¬منظور امتحان حسگر کاغذی در محیطی با آلاینده¬های ناشناخته، آب رودخانه موتالا سوئد به¬عنوان محیط واکنش مورد استفاده قرار گرفت. به¬منظور بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s، دو رنگ اریوکرم بلک و رز بنگال به¬عنوان آلاینده مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش در 4=ph و 10=ph نانوذرات هسته پوسته zno@ag2s تهیه شده با غلظت m01/0 بیشترین بازده را در تجزیه رنگ اریوکرم بلک نشان دادند، این مقادیر به¬ترتیب برابر با 44% و 69% تعیین گردیدند. هم¬چنین مقایسه نمودارهای c/co نشان داد که بیشترین تجزیه رنگ رز بنگال پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش در 4=ph توسط نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s تهیه شده با غلظت m005/0 صورت می¬گیرد. این درحالی است که نانوذرات اکسید روی به¬عنوان فوتوکاتالیست در محیط خنثی، بازده بالاتری را نشان دادند. هم¬چنین بیشینه تجزیه رنگ رز بنگال در 7=ph برای نمونه¬های مختلف هسته-پوسته و نانوذرات اکسید روی تقریباً مشابه به-دست آمد. چکیده فارسی: در این تحقیق ابتدا نانوذرات اکسید روی با استفاده از روش رسوب¬دهی شیمیایی تولید شدند. سپس نانوذرات اکسید روی تولید شده، جهت رشد نانوذرات هسته-پوسته zno@zns و zno@ag2s مورد استفاده قرار گرفتند. به¬منظور رشد پوسته سولفید روی، محلول سولفید سدیم به¬عنوان منبع گوگرد مورد استفاده قرار گرفت و آزمایش با سه غلظت متفاوت محلول سولفید سدیم ( m025/0، m05/0 و m1/0) تکرار شد. به¬منظور رشد نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s، نیترات نقره به¬عنوان منبع یون نقره به¬کار گرفته شد و این آزمایش در سه غلظت متفاوت محلول نیترات نقره ( m005/0، m01/0 و m02/0) تکرار شد. خواص ساختاری نانوذرات هسته-پوسته zno@zns و zno@ag2s با استفاده از دستگاه¬های xrd، xps و ftir بررسی شد و نتایج حضور ترکیب پوسته در محصولات را تأیید کرد. هم¬چنین بررسی ریخت¬شناسی نانوذرات هسته-پوسته و اطمینان از تشکیل ساختار هسته-پوسته با استفاده از sem و hrtem صورت گرفت که نتایج تشکیل ساختار هسته-پوسته را نشان می¬دهد. ویژگی¬های نوری این نانوذرات هسته-پوسته با استفاده از طیف¬سنج¬های uv-visible و pl مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج تأیید می¬کنند که هر دو ساختار هسته-پوسته یک سیستم نوع دوم را تشکیل می¬دهند. گاف اپتیکی محصولات هسته-پوسته، کوچک¬تر از گاف اپتیکی نانوذرات اکسید روی تعیین گردید. تجزیه فوتوکاتالیستی رنگ قرمز کنگو و رز بنگال با استفاده از نانوذرات هسته-پوسته zno@zns مورد مطالعه قرار گرفت. تحلیل نمودارهای c/co نشان داد که بیشترین تجزیه¬ی رنگ قرمز کنگو توسط نانوذرات هسته پوسته zno@zns تهیه شده با غلظت m 05/0، پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش و در 7 و 4=ph به¬ترتیب به میزان 71% و 89% ، صورت می¬پذیرد. در 10=ph نیز بیشترین تجزیه¬ی رنگ قرمز کنگو با استفاده از نانوذرات اکسید روی خالص و به میزان 57% صورت گرفت. بیشترین تجزیه¬ی رنگ رز بنگال در 4=ph توسط نانوذرات هسته پوسته تهیه شده با غلظت m05/0 صورت می¬پذیرد، درحالی¬که در 7=ph نانوذرات اکسید روی کاتالیست¬های بهتری بوده و در 10=ph نانوذرات هسته-پوسته zno@zns تهیه¬شده با غلظت m 05/0 و نانوذرات اکسید روی بازده فوتوکاتالیستی یکسانی در تجزیه¬ی رنگ رز بنگال نشان دادند. در ادامه با استفاده از نانوذرات هسته-پوسته zno@zns، حسگر کاغذی جهت شناسایی یون مس در محیط آبی نیز، تهیه شد. زمان واکنش بهینه برای این حسگر کاغذی 20 دقیقه تعیین شد. هم¬چنین ph بهینه و حجم بافر بهینه به¬ترتیب برابر با 4 و mm 10 به¬دست آمدند. سپس محلول¬هایی حاوی یون مس با غلظت¬های متفاوت تهیه شد و از هر کدام مقدار ?l 20 بر روی حسگر کاغذی چکانده شد. پس از 20 دقیقه، از آن¬ها عکس¬برداری شد و تصاویر به کامپیوتر منتقل شدند تا با استفاده از نرم¬افزار imagej میزان شدت هر کدام تعیین شود. پس از تعیین شدت هر نمونه و رسم منحنی کالیبراسیون مشخص شد که شدت رنگ به¬صورت خطی با کاهش غلظت یون مس کاهش می¬یابد. در انتها انتخاب¬گری حسگر کاغذی با بررسی پاسخ آن به حضور دیگر کاتیون¬ها و آنیون¬ها مورد مطالعه قرار گرفت. هم¬چنین به¬منظور امتحان حسگر کاغذی در محیطی با آلاینده¬های ناشناخته، آب رودخانه موتالا سوئد به¬عنوان محیط واکنش مورد استفاده قرار گرفت. به¬منظور بررسی فعالیت فوتوکاتالیستی نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s، دو رنگ اریوکرم بلک و رز بنگال به¬عنوان آلاینده مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش در 4=ph و 10=ph نانوذرات هسته پوسته zno@ag2s تهیه شده با غلظت m01/0 بیشترین بازده را در تجزیه رنگ اریوکرم بلک نشان دادند، این مقادیر به¬ترتیب برابر با 44% و 69% تعیین گردیدند. هم¬چنین مقایسه نمودارهای c/co نشان داد که بیشترین تجزیه رنگ رز بنگال پس از 2 ساعت تابش پرتو فرابنفش در 4=ph توسط نانوذرات هسته-پوسته zno@ag2s تهیه شده با غلظت m005/0 صورت می¬گیرد. این درحالی است که نانوذرات اکسید روی به¬عنوان فوتوکاتالیست در محیط خنثی، بازده بالاتری را نشان دادند. هم¬چنین بیشینه تجزیه رنگ رز بنگال در 7=ph برای نمونه¬های مختلف هسته-پوسته و نانوذرات اکسید روی تقریباً مشابه به-دست آمد.
