سنتز و ارزيابي فعاليت كاتاليزوري نانوبلورهاي اسپينلي MnFe2O4 و Co3O4-Pb3O4 در تجزيه ي تك‌پيشرانه هيدروژن پراكسيد

Synthesis and Evaluation of Catalytic Activity of MnFe2O4 and Co3O4 -Pb3O4 Spinel Nanocrystals on Decomposition of Hydrogen Peroxide as a Monoproplant

نانو بلورهاي اسپينلي مختلط به دليل كاركرد ويژه اي كه به عنوان كاتاليزور در تجزيه ي هيدروژن پراكسيد دارند، مورد توجه قرار گرفته‌اند. در اين تحقيق، نانوكاتاليزورهاي MnFe2O4، Co3O4، Pb3O4، Co0.5Zn0.5Fe2O4 و Co0.5Mn0.5Fe2O4 با استفاده از روش همرسوبي سنتز شدند. نمونه‌هاي سنتزي با استفاده از الگوي پراش اشعه ي ايكس، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني و طيف‌بيني فرو سرخ، مشخصه‌يابي شدند. اندازه‌ي نانوذرات به دست آمده با توجه به داده‌هاي الگوي XRD و معادله‌ي شرر، محاسبه گرديد. نانوكاتاليزورهاي به دست آمده براي تجزيه ي هيدروژن پراكسيد، مورد آزمايش قرار گرفتند. فعاليت كاتاليزوري نانوبلورهاي نامبرده با استفاده از تكنيك حجم سنجي اكسيژن آزاد شده، تعيين گرديد. با توجه به خواص ويژه‌ي كاتاليزوري سرب اكسيد و كبالت اكسيد در تجزيه‌ي هيدروژن پراكسيد، از آن‌ها به عنوان دوپانت در ساختار نانوبلور اسپينلي آهن - منگنز اكسيد استفاده شد. نتايج حاكي از برتري قابل ملاحظه‌ي سرب اكسيد نسبت به دوپانت كبالت اكسيد بود. به گونه‌اي كه دوپانت سرب، به عنوان تقويت كننده‌ي كاتاليست، 100 ميلي‌ليتر اكسيژن را در مدت 90 ثانيه، ولي دوپانت كبالت، همان حجم گاز را در 100 ثانيه آزاد مي‌كند. همچنين فعاليت كاتاليزوري اسپينل‌هاي فريتي سه جزيي مطالعه گرديد كه نتايج حاكي از فعاليت زياد اسپينل‌هاي فريتي دو جزيي در مقايسه با اسپينل‌هاي سه جزيي بود.

Mixed spinel nanocrystals have captured the attention of scientist in the field for their catalytic activity in decomposition of hydrogen peroxide. In this study nanocatalysts MnFe2O4, Co3O4, Pb3O4, Co0.5Zn0.5Fe2O4 and Co0.5Mn0.5Fe2O4 were synthesized by co-precipitation method. The synthetic samples were characterized by XRD patterns, SEM images and IR spectroscopy. The size of the nanoparticles was calculated from the Scherrer equation and XRD patterns. Nanocatalysts were tested for the decomposition of hydrogen peroxide. The catalytic activity of these nanocrystals was determined by the oxygen volumetric technique. Decomposition of hydrogen was examined by produced nanocatalysts and as a result lead oxide and cobalt oxide nanocatalysts were selected as dopant in MnFe2O4 nanocrystal structure. The results indicated significant superiority of lead oxide upon cobalt oxide because lead oxide caused to release 100 ml O2 gas within 90 seconds while cobalt oxide released it during 100 seconds. The catalytic activity of three-component spinel ferrites was studied and the results showed excessive activity of two-component compared with three-component spinel.