تحضير وخصائص TiO2@MWCNTs بواسطة الاستئصال بالليزر في الماء
Preparation and Characterization of TiO2@MWCNTs by Laser Ablation in Water
- الباحث
- اسراء فوزي حسن
- المشرف
- أسيل عبدالكريم هادي - خولة صلاح خشان
- الجامعة
- الجامعة التكنولوجية
- الكلية / القسم
- قسم العلوم التطبيقية / علوم وتكنولوجيا الليزر
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2022
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Laser ablation in water; TiO2@MWCNTs; Nanocomposites; Carbon nanotubes
الملخص
توضح هذه الدراسة استخدام ليزر Nd: YAG لتوليد جسيمات أوكسيد التيتانيوم النانوية ولتوليد المركب النانوي المكون من اوكسيد التياتنيوم وانابيب الكاربون متعددة الجدران. تم إجراء العملية الأولى عن طريق الأستئصال بالليزر النبضي لهدف التيتانيوم المغمور في الماء غير المتأين عند كثافة طاقات ليزر مختلفة ، بينما تم تحقيق الثاني عن طريق تشعيع خليط THO) الغرواني وأنابيب الكربون النانوية بنسب تراكيز مختلفة. تمت دراسة تأثير ظروف التشعيع بالليزر ونسبة تركيز MWCNTs على العينات المحضرة حيث إجريت العديد من الفحوصات للتوصيف العينات. أثبتت نتائج FTIR نجاح تشكيل جسيمات التيتانيوم النانوية TIO2NPs و المركب النانوي © 7102 15 و التأكيد على تكوين NPs 1109 والمركب النانوي TIO: @MWCNTSs تم من نتائج أطياف رامان ، حيث أثبتت أن المرحلة البلورية لمركبات 1710271255 النقية و 10775 تحتوي على مرحلتين رئيسيتين anatase و brookite .تم تأكيد هذه النتائج أيضًا من خلال أنماط حيود XRD أظهرت صور FE-SEM :45 ¢ أن بلورات 15021129 كانت متطابقة شكليًا ، مع هيكل يشبه القرنبيط. Gin Lay صور FE-SEM للمركبات النانوية 11025 تغطية عالية الجودة ل 11021125 على طول MWCNTs مع شكل يشبه العش وبأقل تكتل لجسيمات TiO2NPs . كشفت فحوصات TEM أن 11021129 لها أشكال شبه كروية (قرنبيط) بأحجام جسيمية تتراوح )75-2( نانومتر. بينما بالنسبة إلى TIO) © MWCNTS ، أظهرت صور TEM أن هناك نوعين من الأنابيب النانوية الكربونية النانوية وجزيئات أكسيد التيتانيوم النانوية موجودة ، النوع الأول هو جزيئات أكسيد التيتانيوم النانوية التي تعلق على جدران MWCNTSs ، والنوع الثاني هو TiO2NPs بالكامل مغطاة بورقة الجرافين ومن الصعب التمييز بين TiO2NPs كشفت نتائج الخواص البصرية أن مادة TIO, الغروية المحضرة لها ذروة امتصاص عالية في منطقة الأشعة فوق البنفسجية وفجوة طاقة تتراوح من 3.85 إلى 3.4 الكترون فولت اعتمادًا على كثافة طاقات الليزر للاستنصال. بينما أظهرت أطياف الامتصاص البصري للمركب TiO, © gst) 5 انمندادًا لأطوال موجية طويلة مع طاقة فجوة نطاق بصرية تتراوح من 3.45 إلى 3.35 الكترون فولت. بينما أظهرت أطياف التلألؤ الضوئي لجسيمات TIO) النانوية نطاقًا كثيقًا واسعًا في نطاق الضوء المرئي فوق البنفسجي (-550-350 نانومتر) والذي انخفض مع زيادة كثافة طاقة الليزر. أوضحت نتائج GUS pall PL النانوية TIO. © MWCNTs إخماد أطياف تألق التيتانيوم. زادت قيم age زيتا مع زيادة تأثيركثافة طاقة الليزر للاستنصال ، ونسبة تركيز MWCNTS ، على التوالي. نستنتج من هذا البحث ,تعد PLAL طريقة مناسبة لإعداد هياكل من المواد النانوية بأشكال وأحجام مختلفة مما يجعله مرشحًا واعدًا للتقديم في مجالات تطبيق مختلفة.
Abstract
This study demonstrates the use of an Nd: YAG laser to generate of TiO2 NPs, and TiO2@MWCNTs nanocomposites. The first one was carried out by laser ablation of Ti target immersed in de-ionized water at different laser fluence, while the second one was achieved by irradiating of a mixture TiO2 colloidal and carbon nanotubes with different concentration ratios. Several investigations were done for specimen characterization. The FTIR results have successfully proven the formation of TiO2NPs and TiO2@MWCNTs nanocomposites. Raman spectra showed the phase crystalline of pure TiO2 NPs and TiO2@MWCNTs nanocomposites contain two main phases anatase and brookite. These results were also affirmed by XRD patterns. The FE-SEM images clearly showed that the TiO2NPs crystals with a cauliflower-like shape structure. While FE-SEM images of TiO2@MWCNTs nanocomposites showed high-quality coverage of the TiO2NPs along the MWCNTs with nest-like shape and with a minimal TiO2NPs agglomeration. TEM investigations demonstrated that the TiO2NPs have semi- spherical shapes with particle sizes in the range (2-75) nm. While for TiO2@MWCNTs nanocomposite, the TEM images revealed that there are two types of nanocomposites CNTs and TiO2NPs are present, the first type is the TiO2NPs that are attached to the walls of MWCNTs, and the second type is TiO2NPs were completely covered by graphene sheet and it is hardly to distinguish TiO2NPs. Optical properties showed that the TiO2 colloidal have a high absorptance at the UV region and an energy gap ranging from 3.85 to 3.4 eV depending on laser fluence. While the spectra of TiO2@MWCNTs nanocomposite showed extension to long wavelengths with bandgap energy ranging from 3.45 to 3.35 eV. The PL of TiO2 NPs showed a broad intense band in the UV-visible light range (∼350–550 nm) which decreased with increasing laser fluence. The PL results of TiO2@MWCNTs nanocomposites showed a quenching of titanium luminescence spectra. The zeta potential values were increase with the increase of the laser fluence of ablation, and the concentration ratio of MWCNTs, respectively. As a result of this research, the pulsed laser ablation in liquid is a suitable method to prepare nanomaterial structures with different shapes and sizes which makes it’s a promising candidate to apply in different applications.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.