بررسي اثر نوع سوخت بر سنتز اكسيد روي نانوساختار به روش احتراق محلولي

Investigation of Fuel Type on synthesis of ZnO nanostructure by solution combustion method

سنتز احتراق محلولي اين روش بر واكنش هاي اكسايش- احياء مواد اوليه استوار است. در اين تحقيق از دو سوخت اوره و گلايسين به منظور سنتز اكسيد روي نانو ساختار استفاده شده است. نيترات فلز روي به عنوان يكي از مواد اوليه نقش اكسيدكننده و دو سوخت ذكر شده نقش احياء كننده را بر عهده دارند. از آنجاييكه اين روش در سرعت هاي بالاي حرارت دهي رخ مي دهد، به‌منظور بررسي اثر نوع سوخت مصرفي بر چگونگي تشكيل نانوساختارهاي اكسيد روي، آزمون توزين حرارتي به‌همراه گرماسنجي پويشي تفاضلي (TGA-DSC) براي اوره و گلايسين و همچنين نيترات روي در نرخ هاي 10، 20 و 30 درجه بر دقيقه انجام شد. نتايج اين آزمون‌ها نشان داد كه دماي تجزيه نيترات روي و سوخت گلايسين تقريبا در يك محدوه هستند. سپس نانوذرات اكسيد روي توليد شده با استفاده از اين دو سوخت به‌كمك آزمون‌هاي پراش اشعه ايكس (XRD) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج اين آزمون، سنتز موفق اكسيد روي نانو ساختار را با هر دو سوخت نشان داد. هرچند نتايج نشان داد كه نانوذرات توليدشده با سوخت گلايسين داراي اندازه ريزتري نسبت به نانوذرات توليدي در حضور اوره هستند. عملكرد بهتر گلايسين در توليد نانوذرات با ابعاد كمتر را مي‌توان به نزديكي دماي تجزيه نيترات روي و سوخت گلايسين و نقش اين همزماني در جلوگيري از رشد بلور‌هاي اكسيد روي نسبت داد. در نهايت نانوذرات توليدي با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و پراش انرژي اشعه ايكس (EDX) مورد بررسي قرار گرفت.

Solution Combustion Synthesis (SCS) is based on oxidation and reduction reactions. In this investigation uses two types of fuel (Urea and Glycine). Zinc nitrate acts as oxidizer and fuels as reduction agents. Because SCS occurs at fast heating rates, in the first place DSC-TGA carried out from zinc nitrate in 3 rates of 10, 20 and 30 °C per minute. The results of these tests showed that the decomposition temperatures of zinc nitrate and glycine fuel are almost in the same range. Then the zinc oxide nanoparticles produced using these two fuels were examined using X-ray diffraction (XRD) test. The XRD results showed the prefect synthesis of ZnO in air atmosphere for both fuels. Glycine can synthesis the product better than urea and with more fine-grained structure. The better performance of glycine in the synthesis of nanoparticles with smaller dimensions can be attributed to the proximity of the decomposition temperature of zinc nitrate and glycine fuel and the role of this simultaneity in preventing the growth of zinc oxide crystals. So, the SEM images and EDX analysis are taken form this sample.