اثر دما بر سنتز سبز نانوذرات اكسيد كبالت به روش سل- ژل و بررسي ويژگي‌هاي ساختاري و نوري آن‌ها

Influence of temperature on green synthesis of cobalt oxide nanoparticles by sol-gel method and investigation of its structural and optical properties

با توجه به ويژگي ­هاي بي مانند نانوذرات اكسيد كبالت، علاقه روزافزوني به سنتز و كاربردهاي آنها وجود دارد. شيوه­ هاي فعلي در نانوفناوري بر گسترش يك روش جديد براي سنتز نانوذرات برپايه روش­‌هاي زيستي و با استفاده از عصاره‌­هاي گياهي، ليزاب، اسانس‌ها، قارچ‌ها يا باكتري‌ها متمركز است كه مي‌توانند استفاده از مواد خطرناك را كمينه كنند. در اين پژوهش، نانوذرات اكسيد كبالت به روش ساده سبز و سازگار با محيط زيست و با استفاده از ليزاب به­دانه به عنوان عامل كاهش دهنده و تثبيت كننده و نيترات كبالت 6 آبه به عنوان پيش‌ساز كبالت در دماهاي مختلف 500، 600، 700 و 800 درجه سانتيگراد شنتز شدند. نانوذرات تهيه شده با روش­ هاي پراش پرتو ايكس (XRD)، طيف­سنجي تبديل فوريه فروسرخ (FT-IR)، طيف سنجي مرئي- فرابنفش (UV-Vis) و با ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FESEM) بررسي شدند. نتايج XRD تشكيل نانوذرات اكسيد كبالت فاز مكعبي با متوسط اندازه ذرات 31 تا 63 نانومتر را نشان دادند كه با افزايش دماي تكليس، اندازه نانو ذرات افزايش يافت. طيف­هاي FTIR نوار جذب قوي مربوط به ارتعاش كششي پيوند Co3+-O و Co2+-O را نشان داده و تشكيل ساختار Co3O4را در همه نمونه ها تاييد كردند. براساس نتايج طيف­سنجي مرئي- فرابنفش نمونه ها، انرژي گاف نواري نانوذرات در گستره 3/64 تا 3/93 الكترون ولت است. با استفاده از تصاوير FESEM ديده شد كه نانوذرات ريخت نزديك به كروي شكل دارند.

There is a growing interest in the synthesis and applications of cobalt oxide nanoparticles due to their unique properties. Current methods in nanotechnology focus on developing a new technique for the synthesis of nanoparticles using biological methods such as using plant extracts, mucilage, essential oils, fungi, or bacteria that can minimize the use of hazardous substances. Therefore, in this study, the synthesis of cobalt oxide nanoparticles is provided in a simple green and environmental friendly method using Cydonia oblonga seed mucilage as a reducing and stabilizing agent and cobalt (II) nitrate hexahydrate as a precursor of cobalt at different temperatures of 500, 600, 700 and 800°. Prepared nanoparticles were investigated using X-ray diffraction (XRD) techniques, Fourier transforms infrared spectroscopy (FT-IR), Ultraviolet-Visible (UV-Visible) spectroscopy, and field emission scanning electron microscopy (FESEM). XRD showed the formation of the cubic phase cobalt oxide nanoparticles with an average particle size of 31 to 63 nm, and the size of cobalt oxide nanoparticles increased with the calcination temperature. The FT-IR showed a strong absorption band related to the stretching vibration of Co3+-O and Co2+-O bond and confirmed the formation of Co3O4 structure in all samples. The results of the UV-Visible spectrum of the samples showed the band gap value of the nanoparticles in the range of 3.64 – 3.93 eV. Using FESEM images, it can be seen that the particles have a spherical shape.