بررسی تأثیر میزان توان و زمان پالس امواج فراصوتی بر گاف انرژی ZnO کلوئید

حاج‌نوروزی, اباذر; افضل زاده, رضا; قناتی, فائزه

doi:10.52547/jmrph.1.1.1

بررسی تأثیر میزان توان و زمان پالس امواج فراصوتی بر گاف انرژی ZnO کلوئید

نویسندگان

اباذر حاج‌نوروزی

رضا افضل زاده

فائزه قناتی

https://doi.org/10.52547/jmrph.1.1.1

چکیده

تولید نانوساختارها با ابعاد مورد نظر یکی از مهم‌ترین اهداف پژوهش‌گران است و روش‌های مختلفی برای کنترل ابعاد نانو ذرات گزارش شده است. در این مقاله به بررسی نقش امواج فراصوت در رشد و تغییر ابعاد نانو ذارت ZnO می‌پردازیم. کلوئید اولیۀZnO به‌روش معمول با استفاده از هم‌زن مغناطیسی تولید شده و سپس تحت تابش امواج با پروب فراصوت قرار گرفت. تابش فراصوت، میزان نانوذرات تولید شده در کلوئید اولیه را تا زمان تابش‌دهی مشخصی که زمان بهینه می‌نامیم، تا حدود دو برابر میزان آن در کلوئید اولیه افزایش می‌دهد. این میزان افزایش تولید نانوذرات با توجه به میزان شدت جذب در طول موج لبه جذب به‌دست می‌آید. قبل و بعد از زمان بهینه، میانگین شعاع نانو ذرات نسبت به نمونه کلوئید اولیه کوچک‌تر و تغییرات آن با افزایش زمان تابش‌دهی به‌شکل خطی کاهش می‌یابد. کاهش قطر نانوذرات تحت تابش فراصوت در گزارش‌های پیشین نیز بیان شده‌اند که نشان‌دهندۀ سازگاری این نتایج با گزارش‌های پیشین است. آزمایش‌ها نشان می‌دهد، نرخ کاهش میانگین شعاع نانوذرات بر حسب زمان، به شرایط تغییر در مدت زمان و شدت پالس تابشی فراصوت بستگی دارد که مؤید توان بهینه در تابش‌دهی فراصوتی است. وجود توان بهینه در امواج فراصوتی نیز سازگار با نتایج حاصل از گزارش‌های پیشین است.

کلیدواژه‌ها

کلوئید نانوذرات ZnO

پروب فراصوت

طیف جذبی UV/ visible

طول موج لبۀ جذب

حباب فراصوتی

عنوان مقاله English

Investigation on the Effects of Power Amount and Pulse Time of Ultrasound on the Energy Gap of the Synthesized ZnO Colloid

نویسندگان English

Abazar Hajnorouzi

Reza Afzalzadeh

Faezah Ghanati

چکیده English

Synthesis of nano scale materials with required size has been fascinating for many researchers and different methods have been developed for controlling the dimensions of particles during synthesis phase. In this paper, the role of ultrasonic irradiations on synthesis of zinc oxide nano particles and the consequent changes of their dimensions are investigated. Primary colloid of zinc oxide was produced using magnetic stirrer and then the colloid was exposed to ultrasonic probe irradiations. For a certain time called optimum time, exposure to ultrasound improves the output of the synthesized ZnO to double the value of the initially produced one. This increase in production of ZnO nano particles is measured by amount of absorption edge. Before and after the optimum time, mean radius of the produced nanoparticles are smaller than the primary one, and linearly reduces along with increasing the exposure time to ultrasound. Similar result is previously reported partially. These experimentation on ZnO show time rate of reaction of particle size depends on pulse time and intensity of the ultrasound exposed.

کلیدواژه‌ها English

ZnO nanoparticle colloid

Ultrasonic Probe

UV/visible absorption spectrum

wavelength absorption edge

Ultrasonic bubble

#1. Xiaobao Li, Wei Dou, Ningzhong Bao, "Hydrothermal synthesis of tubular ZnO materials", Materials Letters 68 (2012) 140-142. ##
#2. ZeshanHu, Gerko Oskam and Peter C. Searson, "Influence of solvent on the growth of ZnO
nanoparticles", Journal of Colloid and Interface Science, 263 (2003) 454-460. ##
#3. Zhizhong Hana, LanLiaoa, Yueting Wu, Haibo Pan, Shuifa Shen, Jianzhong Chen, "Synthesis and photocatalytic application of oriented hierarchical ZnO flower-rod architectures",Journal of Hazardous Materials 217-218 (2012) 100-106. ##
#4. Changchun Chen, Benhai Yu, Ping Liu, Jiang Feng Liu and Lin Wang, "Investigation of nano-sized ZnO particles fabricated by various synthesis routes", Journal of Ceramic Processing Research, 12 (2011) 420-425. ##
#5. Raghvendra S., Yadav, Priya Mishra, Avinash C., Pandey, "Growth mechanism and optical property of ZnO nanoparticles synthesized by sonochemical method", Ultrasonics-Sonochemistry, 15 (2008) 863-868. ##
#6. Krishnamurthy Prasad D.V.; Pinjari, A.B. Pandit, S.T.; Mhaske, "Synthesis of titanium dioxide by ultrasound assisted sol–gel technique:Effect of amplitude (power density) variation", Ultrasonics Sonochemistry, 17 (2010) 697-703. ##
#7. Maikel, M., van Iersel, "Sensible Sonochemistry", Technische Universiteit Eindhoven, Eindhoven, 1 (2008) 4-14. ##
#8. Prantik Banerjee, Sampa Chakrabarti, Saikat Maitra, Binay K., Dutta, Zinc oxide nanoparticles–Sonochemical synthesis, characterization and application for photo-remediation of heavy metal, Ultrasonics Sonochemistry , 19 (2012) 85-93. ##
#9. Stella Kiel, Olga Grinberg, Nina Perkas, Jerome Charmet, Herbert Kepner and AharonGedanken, "Forming nanoparticles of water-soluble ionic molecules and embedding them into polymer and glass substrates", Beilstein J., Nanotechnol, 3 (2012) 267-276. ##
#10. Ebrahiminia A., Mokhtari-Dizaji M., Toliyat T., "Correlation between iodide dosimetry and terephthalic acid dosimetry to evaluate the reactive radical production due to the acoustic cavitation activity", Ultrasonics Sonochemistry, 20 (2013) 366-372. ##
#11. Mohammad H., Entezari and Peeter Kruus, "Effect of frequency on sonochemicalreactions.
I: Oxidation of iodide", Ultrasonics Sonochemistry, 1 (1994) 75-79.##
#12. Parag R., Gogate a, Anne Marie Wilhelm b, Aniruddha B., Pandit, "Some aspects of the design of sonochemica", Ultrasonics Sonochemistry, 10 (2003) 325-330.
#13. Efros Al. L., "Interband Absorption of Light in a Semiconductor Sphere", Sov. Phys. Semicond, 16 (1982) 772-5. ##
#14. Brus, L. E., A Simple-Model for the Ionization-Potential," Electron-Affinity, and Aqueous Redox Potentials of Small Semiconductor Crystallites". J. Chem. Phys, 79 (1983) 5566-71. ##
#15. Satyanarayana Talam, Srinivasa Rao Karumuri, Nagarjuna Gunnam, "Characterization of ZnO nanoparticle suspension in water: Effectiveness of ultrasonic dispersion", International Scholarly Research Network ISRN Nanotechnology, (2012) doi:10.5402/2012/372505. ##
#16. Chung S. J., Leonard J. P., Nettleship I., Lee J. K., Soong Y., Martello D. V., Chyu M. K., Characterization of ZnO nanoparticle suspension in water: Effectiveness of ultrasonic dispersion, Powder Technology, 194 (2009) 75-80. ##