بررسی اثر دمای هیدروترمال برخواص فیزیکی و شیمیایی نانوساختارهای اکسید تنگستن

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فیزیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشکده فیزیک، دانشگاه سمنان،سمنان، ایران

10.22075/chem.2019.17193.1603

چکیده

امروزه نانوساختارهای اکسید تنگستن در حسگرهای گازی، تصفیه فاضلاب، درمان سلول‌های سرطانی با روش نور-گرمادرمانی و ...کاربرد دارند و بنابراین یکی از حوزه‌های مور توجه پژوهشگران می‌باشند. در این مقاله روش هیدروترمال با توجه به ویژگی‌های متمایز آن از جمله تک مرحله‌بودن، سازگاری با محیط زیست، ارزان بودن، کاهش به هم چسبندگی ذرات و .. برای سنتز نانوساختارهای اکسید تنگستن مور استفاده قرار گرفته است.پارامترهای سنتز از جمله دما، غلظت مواد و زمان سنتز بر مشخصه‌های نانوساختارهای ایجاد شده تاثیر خواهند گذاشت. در این مقاله به بررسی تاثیر دمای سنتز بر مورفولوژی، ساختار بلوری، پیوندهای موجود، گاف نواری و مشخص‌های اپتیکی نانوساختارهای اکسید تنگستن سنتزشده با روش هیدروترمال پرداخته شده است. برای این منظور نانو ساختارهای اکسید تنگستن در دماهای مختلف شامل 120، 150، 165، و 180 درجه سانتیگراد تهیه گردید. مجموعه-ای از مشخصه‌یابی‌ها شامل پراش پرتو ایکس، طیف سنجی مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی، و طیف سنجی بازتاب پخشی به ترتیب جهت بررسی ساختار بلوری، پیوندهای شیمیایی، مورفولوژی و خواص اپتیکی نمونه‌ها انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که دمای فرایند هیدروترمال ویژگی‌های این نانو ساختارها را به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار می‌دهد. تغییر شکل نانوساختارها، گذار فاز بلوری، و کاهش گاف نواری در اثر افزایش دمای هیدروترمال مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of hydrothermal temperature on the physical and chemical properties of tungsten oxide nanostructures

نویسندگان [English]

  • Hamid Reza Ahmadian 1
  • Fatemeh Shariatmadar Tehrani 2
  • Maryam Aliannezhadi 1
1 Physics department, Semnan University, Semnan, Iran
2 Physics department, Semnan University, Semnan, Iran
چکیده [English]

Tungsten oxide nanostructures have been synthesized by simple, one-step hydrothermal method using sodium tungstate as precursor material. Citric acid and sodium sulfate have been used as surfactant. structural, morphological, chemical bonding, and optical properties of products have been thoroughly investigated by using X-ray diffraction (XRD), Field emission scanning electron microscopy (FESEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and Diffuse reflectance spectroscopy (DRS), respectively. The obtained results indicated that the hydrothermal temperature is a key parameter which controls properties of the sample. Phase transition and shape evolution has been observed during temperature increment. Synthesized nanostructures showed wide bad gap and therefore have potential applications such as photochromic material.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tungsten Oxide
  • Nanostructure
  • Hydrothermal temperature
  • band gap
[1] B. Mehrnoosh, A. Ali, J. Of Applied Chemistry, 10 (1394) 109, in Persian.
[2] Evecan, D., O. Gurcuoglu, and E.O. Zayim, Microelectronic Engineering, 128 (2014) 42.
[3] Wang, S., et al., Journal of Materials Chemistry C, 6(2) (2018) 191.
[4] Gao, X., et al., Materials Letters, 84 (2012) 151.
[5] Wei, S., et al., Ceramics International, 43(2) (2017) 2579.
[6] Herdt, T., et al., Nanoscale, 11(2) (2019) 598.
[7] Tahir, M.B., et al., International Journal of Environmental Science and Technology, 14(11) (2017) 2519.
[8] Zheng, B., et al., Biomaterials Science, 6(6) (2018) 1379.
[9] Chai, Y., et al., Procedia Chemistry, 19 (2016) 113.
[10] Zheng, H., et al., Advanced Functional Materials, 21(12) (2011) 2175.
[11] Bhosale, N.Y., et al., Electrochimica Acta, 246 (2017) 1112.
[12] Wang, X., et al., Materials Letters, 130 (2014) 248.
[13] Wenderich, K., et al., European Journal of Inorganic Chemistry, 2018(7) (2018) 917.
[14] Soo-Min Park, Y.-C.N., and Chunghee Nam, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 17 (2017) 7719.
[15] Bai, S., et al., Journal of Materials Chemistry, 22(25) (2012) 12643.
[16] Cao, S., et al., Materials Letters, 169 (2016) 17.
[17] Adhikari, S. and D. Sarkar, Electrochimica Acta, 138 (2014) 115.
[18] Huang, K., et al., Journal of Physics D: Applied Physics, 41(15) (2008) 155417.
[19] Huang, R., et al., Advanced Powder Technology, 23(2) (2012) 211.
[20] Nagy, D., et al., RSC Advances, 6(40) (2016) 33743.
[21] Hassani, H., et al., Materials in Electronics, 22(9) (2011) 1264.
[22] Díaz-Reyes, J., et al., Superficies y vacío, 21 (2008) 12.
[23] Kumar, V.B. and D. Mohanta, Bulletin of Materials Science, 34(3) (2011) 435.
[24] N. Prabhu, S.A., N. Muthukumarasamy, C. K. Senthilkumaran, Journal of Nanomaterials and Biostructures. 8(4) (2013) 1483.
[25] Nowak, M., B. Kauch, and P. Szperlich, Review of Scientific Instruments, 80(4) (2009) 046107.
[26] Patil, V.B., et al., Ceramics International, 41(3, Part A) (2015) 3845.