تأثير دماي بازپخت روي خواص المان حسگري گاز استون بر پايه نانوذرات Ni0.9Co0.1Fe2O4 سنتز شده به روش خوداحتراقي

Effect of annealing temperature on acetone gas sensor properties based on Ni0.9Co0.1Fe2O4 nanoparticles synthesized by microwave assisted combustion method

در اين كار ابتدا نانوذرات فريت نيكل خالص و آلاييده با 10% كبالت (Ni0.9Co0.1Fe2O4، NiFe2O4) به روش خوداحتراقي تهيه شدند. سپس نانوذرات تهيه شده، به شكل قرص‌هايي به قطر cm2/5 درآمدند. قرص‌هاي تهيه شده در دماهاي C600، °C650 و °C700 به مدت 4 ساعت تحت عمليات بازپخت قرار داده شدند. ساختار بلوري قرص‌هاي تهيه شده با استفاده از اندازه‌گيري طيف پراش اشعۀ ايكس (XRD) و ثبت تصاوير از سطح نمونه‌ها با استفاده از يك ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM) بررسي شد. طيف‌هاي پراش اشعۀ ايكس اندازه‌گيري شده، تشكيل ساختار اسپينلي مكعبي نمونه‌ها را نشان دادند. قرص‌هاي تهيه شده به عنوان المان حسگري گاز در دماهاي كار مختلف در حضور گاز استون (ppm2500) ارزيابي شدند. نتايج اين تحقيق نشان داد كه نمونه‌هاي خالص و آلاييده بدون بازپخت، حساسيت بيش‌تري در مقايسه با نمونه‌هاي بازپخت شده نسبت به استون از خود نشان مي‌دهند، اگر چه حساسيت نمونۀ خالص فريت نيكل خالص (NiFe2O4) بدون بازپخت از ساير نمونه‌ها بيش‌تر بود. هم‌چنين حساسيت حسگرها به طور قابل توجهي تابع دماي كار حسگر بودند. نتايج اين بررسي نشان داد كه نمونۀ فريت نيكل خالص (NiFe2O4) بدون بازپخت براي حسگري گاز استون در مقايسه با ساير نمونه‌ها مناسب‌تر است

In this work firstly Nickel Ferrite (NiFe2O4) nano particles (pure and 10% Cobalt doped-) were synthesized by microwave assisted combustion method. Some disks with radius of 2.5 cm were made by NiFe2O4 and Ni0.9Co0.1Fe2O4 nanoparticles. The prepared disks were annealed at 600 °C, 650 °C and 700 °C for 4 hours. The structural and surface morphology of the samples were studied using X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning microscope (FESEM). XRD Spectra indicated the formation of spinel phase. The gas sensing properties of the samples were investigated in presence of 2500ppm acetone gas. The results of this work were shown that as grown samples (pure and doped without annealing) have a higher sensitivity at operating temperature of 250°C. Although, the sensitivity of as grown NiFe2O4 was also higher than as grown Ni0.9Co0.1Fe2O4 sample. Moreover, the sensitivity of the samples was significantly affected by the operating temperature of the gas sensor. Comparison of the results showed that as grown pure Nickel Ferrite is more suitable sample for acetone gas sensing.