17404

17404

سنتز، شناسايي تركيبهاي هسته-پوست CoFe2O4@SiO2@Bi2WO6, CoFe2O4@SiO2@Bi2MoO6 و كاربرد آنها

كارشناسي ارشد

علوم و فناوري نانو - نانو شيمي

بهمن 1395

دكتر آزاده تجردي

شيمي

چكيده: در اين تحقيق، در مرحله اول، سنتز نانو ذرات كبالت فريت (CoFe2O4) با روش‌هاي سبز، كم هزينه و سريع مورد نظر بود. براي اين منظور، از روش‌هاي خود احتراقي بدون حلال، با كمك امواج ريز استفاده شد كه كمتر گزارش شده و ويژگي‌هاي مورد انتظار را داشتند. در اين روش از استاميد و گلايسين به عنوان سوخت و نيز آمونيم نيترات به عنوان اكسنده و با نسبت‌هاي مولي متفاوت بهره برده شد. استفاده از پودر مس اكسيد در سنتز كبالت فريت براي اولين بار گزارش مي‌شود. از ويژگي‌هاي اين تكنيك، تك مرحله‌اي و عدم نياز به كلسينه شدن، صرفه جويي در زمان و انرژي و مواد مصرفي، پيش ماده‌هاي ارزان قيمت، تكرار پذيري، قابليت صنعتي شدن، دوست دار محيط زيست و عدم نياز به حلال‌ها و مواد خطرناك و سمي مي‌باشد. در مرحله دوم، براي اولين بار، نانو ذرات فريت به عنوان هسته و اكسيد‌هاي فلزي مختلط بيسموت تنگستات و بيسموت موليبدات به عنوان پوسته، براي تهيه ساختار هسته- پوسته به روش هيدروترمال استفاده شد. همچنين براي انجام اين پروژه از TEOS به عنوان لايه اتصال (لينكر) بين دو لايه هسته و پوسته استفاده شد. از آنجا كه جداسازي اين اكسيد‌هاي فلزي از محلول‌هاي آبي دشوار است، از اين رو تهيه ساختار‌هاي هسته-پوسته اين اكسيد‌هاي فلزي با فريت‌هاي مغناطيسي (به عنوان هسته) مورد توجه قرار گرفت. همچنين افزايش خواص كاتاليزگري و جلوگيري از خود تجمعي ذرات مغناطيسي فريت از ديگر اهداف اين پروژه بود. براي شناسايي محصولات نيز از تكنيك‌هاي FT-IR، XRD، SEM، EDX، VSM، BET و TEM استفاده شد. در انتها، كاربرد نانو ذرات بيسموت تنگستات و بيسموت موليبدات سنتز شده به صورت هسته پوسته ( با هسته مغناطيسي و لايه مياني سيليسيم اكسيد) و نانو ذرات بيسموت تنگستات و بيسموت موليبدات سنتز شده (بدون هسته مغناطيسي و لايه مياني سيليسيم اكسيد) به عنوان كاتاليزگر در تخريب نوري رنگدانه‌ آلي رودامين B مورد بررسي و مقايسه قرار گرفت.

1396/03/16

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: In this research, in the first stage, synthesis of cobalt ferrite nanoparticles (CoFe2O4) with green, low cost and fast procedure was considered. For this purpose, solvent free self-combustion with microwave assisted technique was used that is less reported and has the expected properties. In this method, the acetamid and glycine as fuel and the ammonium nitrate as oxidizing with different molar ratio were used. The use of copper oxide in the synthesis of cobalt ferrite was reported for the first time. The advantages of this technique is one-step synthesis without need of calcination, saving time, energy and consumption materials, low cost of raw materials, reproducibility, capability of industrialization, environmental friendly and no need of dangerous and poisonous solvents. In the second stage, for the first time, ferrite nanoparticles as the core and mixed metal oxides of bismuth tungstate and bismuth molybdate as the shell were used to prepare a core-shell structure by hydrothermal method. Also, to carry out the project, from TEOS as the bonding layer (linker) between the core and the shell layer was used. Since it is difficult to separate the metal oxides from aqueous solutions, so providing core- shell structures of these metal oxides with magnetic ferrite (the core) was considered. Also, increasing catalysis properties and preventing agglomeration of the magnetic particles were the other aim of the project. To characterize the products, different techniques of FT-IR, XRD, SEM, EDX, VSM, BET and TEM were used. At last, applications of synthesized bismuth tungstate and bismuth molybdate to form of the core-shell (with a magnetic core and silica intermediate layer) and synthesized bismuth tungstate and bismuth molybdate (without a magnetic core and silica intermediate layer), as a catalyst for photo degradation of organic dye pigments (Rh B) were analyized and compared. Keywords: Cobalt ferrite, nanoparticles, core-shell structure, bismuth tungstate, bismuth molybdate, photo degradation.