تحضير ودراسة خصائص جسيمات خماسي أوكسيد النيوبيوم النانوية المعدلة بطريقة الاستئصال بالليزر في السائل

الباحث

تمارا عصام عبد الرحمن

المشرف

ايفان طارق سالم - رنا أسامة مهدي

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم العلوم التطبيقية / تطبيقات وتكنولوجيا الليزر

الشهادة

ماجستير

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Nb2O5 nanostructures; Laser ablation in liquid; Optical properties; Nanomaterials

هذا العمل يمثل طريقة ناجحة لتحضير جسيمات خماسي اوكسيد النوبيوم النانوية باستخدام طريقة الاستنصال بالليزر النبضي في السوائل (PLAL) باستخدام رقاقة من معدن النوبيوم المغمور في الماء اللاايوني. في هذا البحث تم دراسة تأثير تغير معلمات الليزر على تحضير المادة حيث تم تحليل البيانات تفصيليا من خلال دراسة الخصائص البصرية، التركيبية، المورفولوجية و الكيميائية للمادة. حيث تم اختيار افضل شروط التحضير للمادة بعد تحليل كل النتائج. كان تأثير تغير كثافة طاقة الليزر و التي تراوحت ما بين 8.2 و 17.82 جول/سم2 و ذلك Gal الى تكوين طور orthorhombic T-Nb2Os5 و هذا ما اكدته فحوصات حيود الاشعة السينية FTIR ،XRD بالإضافة الى Raman spectroscopy كما انخفضت قيمة فجوة الطاقة من 3.6 الى 3 الكترون فولت مع تزايد قيمة كثافة الطاقة. بينما اكدت الفحوصات المورفولوجية TEM و FESEM تكوين جسيمات كروية منتظمة بمعدل حجم الجسيمات يتراوح ما بين 28 الى 55 نانومتر. بينما ادى تغيير عدد نبضات الليزر الى ظهور طور جديد و هو monoclinic H-Nb2Os5 بالإضافة الى طور orthorhombic 1-5 و الذي اكدته فحوصات حيود الاشعة السينية FTIR ،XRD بالإضافة الى Raman spectroscopy تراوح معدل حجم الجسيمات بين 18 الى 27 نانومتر و هذا ما اكدته فحوصات TEM بينما كان تأثير تغير الطول الموجي لليزر الى هيمنة طور 11-3215205 monoclinic بالإضافة الى طور orthorhombic T-Nb2Os اكدت فحوصات TEM و FESEM تكوين جسيمات متناهية في الصغر كروية منتظمة و بتركيز عالي جدا و اظهر فحص TEM ان معدل aaa الجسيمات 7 نانومتر. اظهرت الفحوصات البصرية ان قيمة فجوة الطاقة 3.4 الكترون فولت. بعد دراسة تأثيرات جميع معلمات الليزر على المادة، تم اختيار افضل شروط التحضير و التي تم استخدامها في تحضير عينات 115205 ©11كى, الكور شيل النانوية و بتراكيز مختلفة من عينات الذهب النانوية بالإضافة الى دراسة خصائصها التركيبية، المورفولوجية:؛ الكيميائية و البصرية. بينت نتائج حيود الاشعة السينية وجود Au و 7156205 مما يؤكد تكوين جسيمات AU@Nb205 و هذا ما اكدته نتائج TEM زيادة تركيز جسيمات الذهب النانوية ادى الى زيادة قطر القلب من 33.5 الى 80.1 نانومتر بينما تغيرت القشرة من 5.5 الى 8.05 نانومتر. كما زادت خشونة السطح حتى 68.76 نانومتر. اظهر طيف الامتصاص ازاحة باتجاه الاطوال الموجية الحمراء كما تناقصت قيمة فجوة الطاقة من 3.3 الى 2.7 الكترون فولت و ذلك بزيادة تركيز جسيمات الذهب النانوية.

This work presents a successful method for the preparation of Nb2O5 nanoparticles by employing the pulsed laser ablation in liquid (PLAL) method of a niobium metal in double deionized water. In this study, the effects of various laser parameters on the preparation of Nb2O5 nanoparticles were characterized extensively through the study of the optical, structural, morphological and chemical properties. Optimum conditions were selected after each parameter and analysis. The effect of laser fluence which ranged from 8.2 to 17.82 J/cm2 and resulted in the emergence of the orthorhombic T-Nb2O5 which was confirmed by XRD, FTIR and Raman spectroscopic analysis. The band gap dropped from 3.6 to 3.3 eV as the fluence went up. TEM and FESEM showed a spherical shaped and agglomerated particles with an average particles size range between 28 to 55 nm. Changing the number of laser pulses have led to the emergence of monoclinic H-Nb2O5 along with the orthorhombic T-Nb2O5 which was confirmed by XRD, FTIR and Raman spectroscopy. The average particles size ranged between 18 and 27 nm for TEM. While the effect of laser wavelengths, have resulted in the dominance of the monoclinic H-Nb2O5 phase over the orthorhombic T-Nb2O5. TEM and FESEM showed very small, well-defined spherical shapes with very high concentration with an average particle size 7 nm for TEM. Optical properties revealed that the band gap was about 3.4 eV. After studying the characteristics of the effect of each laser parameter on the fabrication of Nb2O5 nanoparticles, optimum conditions were selected and used for the fabrication of Au@Nb2O5 core shell nanoparticles. Different concentrations of Au nanoparticles were synthesized and their structural, morphological, chemical and optical characteristics were studied. XRD results confirmed the presence of Nb2O5 and Au confirming the formation of Au@Nb2O5 which was also confirmed by TEM results. The diameter of the core increased from 33.5 to 80.1 nm while the shell diameter changed from 5.5 to 8.05 nm with increasing the concentration of Au nanoparticles. Surface roughness found to be increase up to 68.76 nm. The absorbance spectrum revealed a red shifted as the concentration of Au nanoparticles increased, while the band gap decreased from 3.3 to 2.7 eV.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب