Sol-Jel Proses Parametrelerinin CuO Nanopartiküllerin Yapısal Özelliklerine Etkisi


Özet Görüntüleme: 43 / PDF İndirme: 21

Yazarlar

  • Tülay Koç Delice Dokuz Eylul University, The Graduate School of Natural and Applied Sciences, Department of Nanoscience and Nanoengineering, Buca, 35390, Izmir, Turkey https://orcid.org/0000-0003-3476-129X
  • N. Funda Ak Azem Dokuz Eylul University, Faculty of Engineering, Department of Metallurgical and Materials Engineering, Buca, 35390, Izmir, Turkey https://orcid.org/0000-0002-4446-1437

DOI:

https://doi.org/10.5281/zenodo.7130723

Anahtar Kelimeler:

Metal Oksit, CuO, Nanopartikül, Sol-Jel, Kalsinasyon Sıcaklığı, pH Etkisi

Özet

Son yıllarda teknolojinin hızla gelişmesi nedeniyle farklı yöntemlerle nanoyapıların üretilmesi ve birçok alanda kullanılması önemli hale gelmiştir. Metal oksit nanoyapıların kimya endüstrilerinde, elektronik ve fotonik cihazlarda katalizör olarak kullanımı büyük ilgi görmektedir. Nanopartikül formundaki nanomalzemeler, üstün özellikleri nedeniyle kimya endüstrisinde talep görmektedir. Metal oksitler arasında, bakır oksit nanopartiküller p-tipi yarı iletken olmaları ve üretim koşullarına bağlı olarak değişen dar bant aralıkları nedeniyle, kataliz, manyetik depolama ortamları, gaz sensörleri, piller ve güneş transformatörü uygulamalarında özellikle ilgi çekmektedir. Ayrıca oksidasyon ve indirgeme reaksiyonlarındaki yüksek aktivitesi ve seçiciliği nedeniyle güçlü bir heterojen katalizör olarak özellikle kimyasal sensör uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bakır oksit nanopartikülleri sentezlemek için birçok yaklaşım kullanılmaktadır. Bu yöntemlerden sol-jel yöntemi, sıcaklık, reaksiyon süresi, sol çözeltisi pH’ı ve reaktiflerin konsantrasyonu gibi parametrelerin değiştirilmesi ile farklı morfoloji ve boyutta kristalin nanomalzemelerin üretimine olanak sağlamaktır. Çalışmanın amacı sol çözeltisinin pH değeri ve kalsinasyon sıcaklığının sol-jel yöntemiyle sentezlenmiş bakır oksit nanopartiküllerin yapısal ve morfolojik özellikleri üzerindeki etkisini incelemektir. Sentezlenen bakır oksit nanopartiküller, X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), dinamik ışık saçılımı (DLS) ve Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) kullanılarak karakterize edilmiştir. X-ışını kırınımı (XRD) sonuçları sentezlenen nanopartiküllerin safsızlık içermeyen kristal yapıdaki monoklinik bakır oksit yapıda olduğunu ortaya koymuştur. Nanopartiküllerin ortalama kristal boyutu Scherrer formülü kullanılarak hesaplanmış ve 20-30 nm aralığında bulunmuştur. İlave olarak, FTIR spektroskopi analizi de saf bakır oksit nanopartiküllerinin oluşumunu doğrulamıştır. Bulgularımız, incelenen sol-jel proses parametrelerinin sentezlenen bakır oksit nanopartiküllerin yapısal ve morfolojik özellikleri üzerine etkisi olduğunu doğrulamaktadır.

Referanslar

Attou, L., B. Jaber and H. Ez-Zahraouy (2018). "Effect of annealing temperature on structural, optical and photocatalytic properties of CuO nanoparticles." Mediterranean Journal of Chemistry 7(5): 308-316.

Bakirhan, N. K., B. Uslu and S. A. Ozkan (2017). Sensitive and selective assay of antimicrobials on nanostructured materials by electrochemical techniques. Nanostructures for Antimicrobial Therapy, Elsevier: 55-83.

Dorozhkin, S. V. (2012). "Calcium orthophosphate coatings, films and layers." Progress in Biomaterials 1(1): 1.

Gautam, Y. K., K. Sharma, S. Tyagi, A. K. Ambedkar, M. Chaudhary and B. Pal Singh (2021). "Nanostructured metal oxide semiconductor-based sensors for greenhouse gas detection: Progress and challenges." Royal Society open science 8(3): 201324.

Hussen, M. K., F. B. Dejene and M. Tsega (2019). "Effect of pH on material properties of ZnAl2O4: Cr3+ nano particles prepared by sol–gel method." Journal of Materials Science: Materials in Electronics 30(11): 10191-10201.

Ibrahim, S. A. and S. Sreekantan (2011). Effect of pH on TiO2 nanoparticles via sol-gel method. Advanced Materials Research, Trans Tech Publ.

Jabbar, S. M. (2016). "Synthesis of CuO nano structure via sol-gel and precipitation chemical methods." Al-Khwarizmi Engineering Journal 12(4): 126-131.

Jay Chithra, M., M. Sathya and K. Pushpanathan (2015). "Effect of pH on crystal size and photoluminescence property of ZnO nanoparticles prepared by chemical precipitation method." Acta Metallurgica Sinica (English Letters) 28(3): 394-404.

Kannan, K., D. Radhika, A. Nesaraj, K. K. Sadasivuni, K. R. Reddy, D. Kasai and A. V. Raghu (2020). "Photocatalytic, antibacterial and electrochemical properties of novel rare earth metal oxides-based nanohybrids." Materials Science for Energy Technologies 3: 853-861.

Milea, C., C. Bogatu and A. Duta (2011). "The influence of parameters in silica sol-gel process." Bulletin of the Transilvania University of Brasov. Engineering Sciences. Series I 4(1): 59.

Momeni, M., Z. Nazari, A. Kazempour, M. Hakimiyan and S. Mirhoseini (2014). "Preparation of CuO nanostructures coating on copper as supercapacitor materials." surface engineering 30(11): 775-778.

Munir, T., H. Munir, M. Kashif, M. FAKHAR-E-ALAM, A. Shahzad, N. Amin, A. Sajid and M. Umair (2017). "Synthesis and characterization of Copper Oxide nanoparticles by solution evaporation method." Journal of Optoelectronics and Advanced Materials 19(May-June 2017): 417-423.

NAKTİYOK, J. and A. K. ÖZER "Synthesis Of Copper Oxide (Cuo) From Thermal Decomposition Of Copper Acetate Monohydrate (Cu (CH3COO) 2. H2O)." Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 8(2): 1292-1298.

Patel, M., S. Mishra, R. Verma and D. Shikha (2022). "Synthesis of ZnO and CuO nanoparticles via Sol gel method and Its Characterization by using XRD and FT-IR Analysis."

Phromma, S., T. Wutikhun, P. Kasamechonchung, T. Eksangsri and C. Sapcharoenkun (2020). "Effect of calcination temperature on photocatalytic activity of synthesized TiO2 nanoparticles via wet ball milling sol-gel method." Applied Sciences 10(3): 993.

Sahu, K. K., B. Raj, S. Basu and M. Mohapatra (2021). "Calcination Strategy for Scalable Synthesis of Pithecellobium-Type Hierarchical Dual-Phase Nanostructured Cu x O to Columnar Self-Assembled CuO and Its Electrochemical Performances." ACS omega 6(2): 1108-1118.

Singh, P. K., P. Kumar, M. Hussain, A. K. Das and G. C. Nayak (2016). "Synthesis and characterization of CuO nanoparticles using strong base electrolyte through electrochemical discharge process." Bulletin of Materials Science 39(2): 469-478.

Sivakumar, K., V. Senthil Kumar, N. Muthukumarasamy, M. Thambidurai and T. Senthil (2012). "Influence of pH on ZnO nanocrystalline thin films prepared by sol–gel dip coating method." Bulletin of Materials Science 35(3): 327-331.

Soni, V., P. Singh, A. A. P. Khan, A. Singh, A. K. Nadda, C. M. Hussain, Q. Van Le, S. Rizevsky, V.-H. Nguyen and P. Raizada (2022). "Photocatalytic transition-metal-oxides-based p–n heterojunction materials: synthesis, sustainable energy and environmental applications, and perspectives." Journal of Nanostructure in Chemistry: 1-38.

Soytaş, S. H., O. Oğuz and Y. Z. Menceloğlu (2019). Polymer nanocomposites with decorated metal oxides. Polymer Composites with Functionalized Nanoparticles, Elsevier: 287-323.

Şerban, I. and A. Enesca (2020). "Metal oxides-based semiconductors for biosensors applications." Frontiers in Chemistry 8: 354.

Vahidshad, Y., H. Abdizadeh, H. Baharvandi and M. Akbari Baseri (2011). "Sol-Gel synthesis and characterization of copper stabilized zirconia nanoparticles." International Journal of Modern Physics B 25(21): 2823-2839.

Yahaya, M. Z., M. A. Azam, M. A. M. Teridi, P. K. Singh and A. A. Mohamad (2017). "Recent characterisation of sol-gel synthesised TiO2 nanoparticles." Recent applications in Sol-Gel synthesis: 109-129.

İndir

Yayınlanmış

25.09.2022

Nasıl Atıf Yapılır

Koç Delice, T., & Ak Azem, N. F. (2022). Sol-Jel Proses Parametrelerinin CuO Nanopartiküllerin Yapısal Özelliklerine Etkisi. Euroasia Journal of Mathematics, Engineering, Natural & Medical Sciences, 9(23), 73–81. https://doi.org/10.5281/zenodo.7130723

Sayı

Bölüm

Makaleler

Aynı yazar(lar)ın dergideki en çok okunan makaleleri