20613

۲۰۶۱۳

تهيه و مشخصه يابي نانوكامپوزيت NiTiO3/Chitosan و بررسي خواص آن

كارشناسي ارشد

شيمي معدني

۹۷-۹۸

۱۳۹۷/۱۲/۲۲

دكتر آزاده تجردي

دكتر مينا ايماني

شيمي

چكيده در اين پژوهش سنتز NiTiO3 و نانوذرات NiTiO3/CS مورد بررسي قرار گرفت. در ابتدا نانو ذرات نيكل تيتانات با استفاده از روش سريع، تك مرحله اي خود احتراقي با كمك تابش ريزموج در حالت جامد با توان ۹۰۰ وات به مدت ۲۰ دقيقه تهيه گرديد. سپس NiTiO3 تهيه شده با تكنيك آبستن سازي با روش هم رسوبي درون شبكه كيتوسان قرار داده شد. واكنش احتراق خود به خودي درون سيستم طراحي شده در حالت جامد با استفاده از اوره و آمونيوم نيترات به عنوان سوخت و عامل اكسنده انجام شد. ويژگي هاي ساختاري و ريخت شناسي محصولات با دقت مورد بررسي قرار گرفت. نتايج تهيه موفقيت آميز فاز خالص ذرات NiTiO3 و NiTiO3/CS را به ترتيب همراه با ميانگين اندازه ذرات ۳۰ و ۳۹ نانومتر نشان مي دهد. عملكرد شبه خازني نمونه ها با آزمون الكتروشيميايي چرخه ولتامتري (CV) و اسپكتروسكوپي امپدانس الكتروشيميايي (EIS) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج ظرفيت ويژه خوبي برابر با ۲۵۷ و F.g-1 ۵۴۸ را به ترتيب براي نانوذرات NiTiO3 و NiTiO3/CS نشان داد. نتايج ظرفيت نگه داري تقريبا برابر با ۹۲ و ۹۴٪ پس از ۵۰۰ چرخه نشان از برگشت پذير بودن واكنش و پايداري چرخه است. در انتها، كاربرد اين نانو كامپوزيت در الكتروشيمي، واكنش هاي سوزوكي و به عنوان فوتوكاتاليزگر مورد بررسي قرار گرفت. واژه‌هاي كليدي: نيكل تيتانات، نانوكامپوزيت، كيتوسان، خود احتراقي، واكنش حالت جامد، نانو ذرات.

1398/03/22

Synthesis and characterization of NiTiO3/Chitosan nanocomposite and its properties

3/13/2019 12:00:00 AM

Abstract In this study, the synthesis of Layered NiTiO3 and NiTiO3-based chitosan nanoparticles is presented. At first, the NiTiO3 nanoparticles was prepared using an ultrafast solid state one-pot auto-combustion technique provoked by microwave irradiation with a power of 900 W for 20 min. Then, the obtained NiTiO3 was loaded into chitosan (CS) network by precipitation associated by impregnation procedure in neutral aqueous solution to create NiTiO3/CS heterostructure. The spontaneous combustion reaction was performed into a home-made set-up in solid state using urea and ammonium nitrate as fuel and driving agents. The structural and morphological characteristics of the products were investigated in detail. The results revealed the successful production of the NiTiO3 and NiTiO3/CS particles with pure phases and average particle sizes of about 30 and 39 nm, respectively. The pseudo-capacitive behavior of the samples was also evaluated by electrochemical tests including cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results exhibited a good degree of specific capacitances of 257 and 548 F. g-1 for NiTiO3 and NiTiO3/CS nanoparticles, respectively. The results after 500 cycles represented a retention of capacity about 92 and 94% revealing the good reversible redox reaction and sustainable cycle life. Such capability can strongly nominate the application of these products for supercapacitor electrodes. Keywords: Combustion; Solid state; precipitation, Electrochemical; Nanoparticles.