نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده نیمه هادیها،پژوهشگاه مواد و انرژی،کرج،ایران

2 دانشکده شیمی، پردیس علوم، دانشگاه تهران، تهران ،ایران

3 پژوهشکده نیمه هادیها، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

10.30501/jamt.2021.237871.1101

چکیده

در این پژوهش نانو ساختارهای خالص گارنت ایتریوم آلومینیوم YAG, Y3Al5O12)) طی یک فرآیند دو مرحله‌ای و با استفاده از پیش ماده‌‌های کلریدی در محلول الکترولیت آب – اتانول با نسبت مشخص سنتز شدند و تاثیر سورفکتانت‌ کاتیونی CTAB بر روی اندازه ذرات و مورفولوژی نانوساختارهای تهیه شده مورد بررسی قرار گرفت. برای سنتز YAG، لایه‌ای از فیلم هیدرواکسیدی به روش ترسیب الکتروشیمیایی کاتدی در سطح کاتد نشانده شد و سپس طی عملیات حرارتی تبدیل به فرآورده اکسید نهایی گردید. جهت شناسایی فاز و ساختار بلوری ماده بدست آمده از آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) و برای شناسایی باندهای جذبی آن از طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR)استفاده شد. همچنین رفتار حرارتی رسوب هیدروکسید در طول عملیات حرارتی با استفاده از تکنیک کالریمتری دیفرانسیلی و ترموگراویمتری (DTA-TGA) مورد بررسی قرارگرفت. مورفولوژی و اندازه ذرات پودر بدست آمده نیز با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) تعیین شد. نتایج مطالعات ما نشان داد که ترسیب الکتروشیمیایی کاتدی یک روش عملی و بسیار کارآمد برای تهیه نانو ساختارهای YAG بوده و افزودن یک سورفکتانت کاتیونی مانند CTAB به درون الکترولیت به هنگام ترسیب الکتروشیمیایی می‌تواند سبب تشکیل ذرات ریزتر شده و همچنین تاثیر چشمگیری در یکنواختی و توزیع باریک‌تر اندازه ذرات دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Electrochemical Synthesis of Yttrium Aluminum Garnet Nanostructures in the presence of cationic surfactant: CTAB

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Hosseinifard 1
  • Hassan Goldooz 2
  • Alireza Badiei 2
  • Asghar Kazemzadeh 3
  • Kamran Aََhmadi 3

1 Department of Semiconductors, Materials and Energy Research Center, Karaj, Iran

2 School of Chemistry, College of Science, University of Tehran, Tehran, Iran

3 Department of Semiconductors, Materials and Energy Research Center, Karaj, Iran

چکیده [English]

In this research, pure Yttrium Aluminum Garnet (YAG,Y3Al5O12 ) nanostructures were synthesized through two-step processes by using chloride precursors in a solution of water – ethanol electrolyte with specific ratio and the effect of cationic surfactant CTAB, on the size and the morphology of the prepared nanostructures were investigated. For the synthesis of YAG, a layer of hydroxide film was deposited on the surface of cathode via cathodic electrodeposition method and then, was transformed to the final oxide product in the course of a thermal operation. X-Ray Diffraction (XRD) analysis was used for characterization of phase and crystal structure of prepared materials and also Fourier Transform Infra-Red spectroscopy (FTIR) was used for characterization of absorption bonds. Thermal behavior of deposited hydroxide during the thermal operation was studied by Differential Thermal Analysis and Thermal Gravimetric Analysis (DTA-TGA) technique. The morphology and particle size of obtained powder was determined by Scanning Electron Microscopy (SEM). The results of our studies showed that the cathodic electrodeposition method is a practical and very efficient method for preparation of YAG nanostructures and addition of a cationic surfactant like CTAB into the electrolyte during the electrochemical deposition can lead to the formation of smaller particles and also has an impressive effect on the homogeneity and narrower particles size distribution.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanostructures
  • Cathodic electrodeposition
  • Electrolyte
  • Hydroxide film