25551

سنتز، مشخصه‌يابي و بررسي خواص نانوكامپوزيت CuCo2S4/g-C3N4

كارشناسي ارشد

شيمي معدني

97

1400/3/10

سركار خانم دكتر آزاده تجردي

شيمي

در اين پژوهش روش تك مرحله‌اي ساده، حالت جامد و سريع خوداحتراقي به كمك تابش ريزموج با قدرت تابش 900 وات به مدت 20 دقيقه براي سنتز نانوذرات CuCo2S4 و نانوكامپوزيت CuCo2S4/g-C3N4 به كار گرفته شد. از تيواستاميد به عنوان منبع سولفيدي در سنتز كالكوژنيد سه‌تايي CuCo2S4 و كامپوزيت آن با g-C3N4 استفاده گرديد. همچنين، كربن نيتريد (g-C3N4) در مقياس نانو، با كاربرد روش با استفاده از تيواوره به عنوان پيش‌ماده‌ي غني كربن و نيتروژن تهيه شد. مطالعه مشخصات ساختاري و ريخت شناسي محصولات سنتز شده، با استفاده از طيف سنجي پراش پرتو ايكس (XRD)، طيف سنجي زير قرمز تبديل فوريه (FT-IR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) ، طيف سنجي پراكندگي انرژي پرتو ايكس (EDS) و طيف سنجي بازتاب نشر (DRS)، تشكيل نانوذرات با اندازه متوسط در گستره ي 40-20 نانومتر را آشكار كرد . علاوه بر اين، خصوصيات الكتروشيميايي محصولهاي تهيه شده در كاربرد به عنوان يك ماده الكترودي با انجام آزمون‌هاي الكتروشيمي ولتامتري چرخه‌اي و طيف سنجي امپدانس بررسي شد. نتايج آموزنهاي ولتامتري چرخه اي، ظرفيت‌هاي ويژه خازني 320 ، 202 و F.g-1 428 را به ترتيب براي CuCo2S4 ، g-C3N4 و CuCo2S4/g-C3N4 نشان داد، كه ميتواند اين محصولات را به عنوان كانديدهاي مناسب براي استفاده در ابزارهاي ذخيره انرژي معرفي نمايد. روش سنتز به كار گرفته شده مي‌تواند مسيري جديد، آسان، سريع و سازگار با محيط‌زيست را براي توليد تركيبات و نانوكامپوزيت‌هاي متنوع براي اهداف مختلف كاربردي فراهم كند.

1400/09/06

Synthesis, characterization and evaluation of properties of CuCo2S4 / g-C3N4 nanocomposite

5/31/2022 12:00:00 AM

In this research, a one pot simple, solid state and rapid combustion method assisted by microwave irradiation with a power of 900 W for 20 min was used to synthesize CuCo2S4 nanoparticles and heterogeneous CuCo2S4 / g-C3N4 nanocomposite, Thioacetamide was used as a sulfide source in the synthesis of the ternary chalcogenide CuCo2S4 and its composite with g-C3N4. In addition, graphitic carbon nitride (g-C3N4) at the nanoscale was also prepared by the same method 20 min using thiourea as a carbon and nitrogen-rich precursor. The study of structural and morphological characteristics of the prepared products using X-ray diffraction spectroscopy (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), Diffuse reflection spectroscopy (DRS) and X-ray energy diffraction spectroscopy (EDX), revealed the formation of nanoparticles with the average size in the range of 20-40 nm. Furthermore, the electrochemical properties of the resulting products as an electrode material were investigated by performing cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests. The CV tests results showed special capacitances of 320 F.g-1, 202 F.g-1 and 428 F.g-1 in respective for CuCo2S4, g-C3N4 and CuCo2S4 / g-C3N4, introducing them as suitable candidates for use in energy storage devices. The employed synthesis method can provide a new, easy, rapid and environmentally friendly way to produce various nanomaterials and nanocomposites for different applications.