اثر عامل کیلیت‌کننده بر ریخت و تحول فازی نانوذرات اسپینل سنتز شده به‌روش سل- ژل

نویسندگان

دانشگاه صنعتی مالک اشتر، دانشکده مهندسی مواد، اصفهان، ایران، صندوق پستی 115-83145

چکیده

هدف از این پژوهش، ارزیابی اثر عوامل کیلیت‌شونده گلیسیرول (کیلیت‌شونده سه‌دندانه‌ای،GLY) و اتیلن دی‌آمین (کیلیت‌شونده دودندانه‌ای، en) بر ریخت و تغییرات فازی نانوذرات اسپینل سنتز شده به‌روش سل - ژل است. مشخصه‌یابی نمونه‌ها با پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مجهز به طیف‌سنج تفکیک انرژی پرتو ایکس (EDX) انجام شد. نتایج فازیابی نمونه‌ها نشان داد که هر دو نمونه سنتز شده با عوامل GLY و en دارای فاز مکعبی اسپینل بودند. نمونه سنتز شده با اتیلن دی‌آمین دارای ریخت هرمی‌شکل و اندازه ذره در محدوده 55-50 نانومتر بود، درحالی ‌که نمونه تهیه شده با گلیسیرول دارای ریخت کروی با اندازه ذرات کوچک‌تر در محدوده 25-20 نانومتر بود. درنهایت، سازوکار پیشنهادی برای تغییرات ریخت نانوذرات اسپینل مورد بحث قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Chelating Agent on Morphology and Phase Evolution of Spinel Nanoparticles Synthesized via Sol-Gel Method

نویسندگان [English]

  • M. R. Loghman Estarki
  • H. Ghalibaf Tousi
  • E. Mohammad Sharifi
  • H. Sheikh
  • A. Alhaji
چکیده [English]

The purpose of this study was to evaluate the effect of glycyrol (tri-dentate, GLY) and ethylenediamine (double- dentate clay, en) chelating agents on phase and morphology changes of spinel nanoparticles synthesized by sol-gel method. Characterization of samples was performed by X-ray diffraction (XRD) and field-emission scanning electron microscope (FESEM) equipped with energy dispersive X-ray spectrometer (EDX). The results showed that both samples synthesized with GLY and en contain cubic spinel phase. The sample synthesized with ethylenediamine has a pyramidal morphology with particle size in the range of 20-25 nm whereas the specimen prepared with glycerol is spherical with particle size in the range of 20-25 nm. Finally, suggested mechanism for morphological changes of spniel nanoparticles was discussed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Spinel
  • Glycerol
  • Ethylenediamine
  • Chelate agent
  • Complex agent
1. Ganesh, I., “A Review on Magnesium Aluminate (MgAl2O4) Spinel: Synthesis, Processing and Applications”, International Materials Reviews, Vol. 58, pp. 63-112, 2013.
2. Yoshida, H., Biswas, P., Johnson, R., and Mohan, M. K., “Flash Sintering of Magnesium Aluminate Spinel (MgAl2O4) Ceramics”, Journal of the American Ceramic Society, Vol. 100, pp. 554-562, 2017.
3. Goldstein, A., “Correlation Between MgAl2O4-Spinel Structure, Processing Factors and Functional Properties of Transparent Parts (Progress Review)”, Journal of the European Ceramic Society, Vol. 32, pp. 2869-86, 2012.
4. Sheikh, H., Loghman-Estarki, M. R., Sharifi, E. M., Alhaji, A., and Shakeri, J., “Toughening of MgAl2O4 Spinel/Si3N4 Nanocomposite Fabricated by Spark Plasma Sintering”, Ceramics International, Vol. 44, pp. 18235-18242, 2018.
5. Nassajpour-Esfahani, A. H., Bahrami, A., Alhaji, A., and Emadi, R., “Optimization of Slip Casting Parameters for Spark Plasma Sintering of Transparent MgAl2O4/Si3N4 Nanocomposite”, Ceramics International, Vol. 45, pp. 20714-20723, 2019.
6. Alvar, E. N., and Rezaei, M., “Mesoporous Nanocrystalline MgAl2O4Spinel and Its Applications as Support for Ni Catalyst in Dry Reforming”, Scripta Materialia, Vol. 61, pp. 212-215, 2009.
7. Sokol, M., Halabi, M., Kalabukhov, S., and Frage, N., “Nano-Structured MgAl2O4 Spinel Consolidated by High Pressure Spark Plasma Sintering (HPSPS)”, Journal of the European Ceramic Society, Vol. 37, pp. 755-762, 2017.
8. Padmaraj, O., Venkateswarlu, M., and Satyanarayana, N., “Structural, Electrical and Dielectric Properties of Spinel Type MgAl2O4 Nanocrystalline Ceramic Particles Synthesized by the Gel- Combustion Method”, Ceramics International, Vol. 41, pp. 3178-3185, 2015.
9. Ganesh, I., “A Review on Magnesium Aluminate (MgAl2O4) Spinel: Synthesis, Processing and Applications”, International Materials Reviews, Vol. 58, pp. 63-112, 2013.
10. Parmentier, J., Richard-Plouet, M., and Vilminot, S., “Influence of the Sol-Gel Synthesis on the Formation of Spinel MgAl2O4”, Materials Research Bulletin, Vol. 33, pp. 1717-1724, 1998.
11. Varnier, O., Hovnanian, N., Larbot, A., Bergez, P., Cot., L., and Charpin, J., “Sol-Gel Synthesis of Magnesium Aluminum Spinel From a Heterometallic Alkoxide”, Materials Research Bulletin, Vol. 29, pp. 479-88, 1994.
12. Sanjabi, S., and Obeydavi, A., “Synthesis and Characterization of Nanocrystalline MgAl2O4 Spinel Via Modified Sol- Gel Method”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 645, pp. 535-540, 2015.
13. Sakka, S., and Kozuka, H., Handbook of Sol- Gel Science and Technology processing, Characterization and Applications, 2rd ed., p. 60, Kluwer Academic Publishers, 2005.
14. Speakman, S. A., “Fundamentals of Rietveld Refinement, II. Refinement of a Single Phase”, MIT Center for Materials Science and Engineering, Available at http://prism. mit. edu/xray/Rietveld_SinglePhase. pdf (accessed November 29), 2011.
15. Guozhong, C., Nanostructures and Nanomaterials: Synthesis, Properties and Applications, 2rd ed., p. 85, World Scientific, 2004.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی