تهیه نانو رنگدانه سبز اکسید روی تقویت شده با کبالت به روش احتراقی

نویسندگان

1 گروه پژوهشی نانومواد و نانوفناوری، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش

2 گروه رنگدانه های معدنی ولعاب، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش

3 گروه رنگدانه‌های معدنی و لعاب، موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش

چکیده

در این تحقیق نانو رنگدانه اکسید روی تقویت شده با کبالت (ZnO:Co) به روش حالت جامد و واکنش احتراقی با استفاده از سوخت گلایسین سنتز شد. نمونه‌های به دست آمده با ابزارهایی همچون پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ‌های روبشی و عبوری، طیف‌سنجی تبدیل فوریه زیر قرمز و طیف‌سنجی نوری مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج الگوی پراش اشعه ایکس نشان داد که در روش احتراقی امکان دستیابی به فاز وورتزیت بدون عملیات حرارتی وجود دارد درحالی که در روش حالت جامد برای دستیابی به این فاز انجام عملیات حرارتی در دمایºC1000 الزامی است. اندازه نانو بلورها در روش احتراقی در مقایسه با روش واکنش جامد کاهش چشمگیری را نشان می‌دهد. نتایج بررسی‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری حاکی از تشکیل ذرات ریزتر با ابعاد 100-50 نانومتر در روش احتراقی است. خواص رنگی نمونه‌های تهیه شده به دو روش با استفاده از دستگاه اسپکتروفوتومتر بررسی شده و طیف انعکاسی آنها نوار جذبی پهنی را در محدوده 530 نانومتر (ناحیه سبز) نشان می‌دهد. نتایج حاصل از رنگ‌سنجی نشان داد که خواص رنگی نمونه حاصل از روش احتراقی نسبت به روش حالت جامد مطلوب‌تر می‌باشد. این امر می‌تواند ناشی از اندازه کوچک‌تر بلورک‌های سنتز شده در روش احتراقی در مقایسه با روش واکنش حالت جامد باشد. نتایج طیف‌سنج زیر قرمز در هر دو روش نشان از تشکیل پیوندهای مربوط به Zn با O پس از تکمیل فرآیند واکنشی دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Combustion Synthesis of Cobalt-doped Zinc Oxide Green Nano Pigments

نویسندگان [English]

  • S. Rasouli 1
  • A. M. Arabi 2
  • Sh. Jebeli Moeen 3
1 Department of Nanomaterials & Nanotechnology, Institute for Color Science and Technology
2 Department of Inorganic Pigments and Glazes, Institute for Color Science and Technology
3 Department of Inorganic pigments and Glaze, Institute for Color Science and Technology
چکیده [English]

In this research nanocrystalline cobalt-doped zinc oxide pigments were prepared via solid reaction and combustion, using glycine as fuel. Obtained powders were characterized by X-ray diffraction, fourier transformation infrared, scanning electron microscopy , transition electron microscope and diffuse reflectance spectroscopy. X-Ray diffraction patterns showed the formation of wurtzite single phase in combustion reaction whereas in the case of solid reaction pure structure appeared after calcinations at 1000 ºC. Crystallite size of the combustion sample was significantly reduced in comparison with the solid reaction samples. Morphological studies using scanning electron and transition electron microscopy revealed that combustion method changes particle size to nano scale ranging from 50 to 100 nm. The colorimetric studies showed a broad reflectance band around 530 nm (green region) for all samples. These results indicated that the samples obtained by combustion reaction have deep green color properties than solid reaction ones. It can be related to smaller crystallite size of nanoparticles in combustion reaction. Fourier transformation infrared results indicated that the main broad band assigned to the zinc-oxygen bond.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ZnO:Co green pigment
  • Combustion
  • Solid State Reaction
  • Wurtzite