تحسسية عالية لاكاسيد نقية شبة موصلة نانوية باستخدام طرق جديدة مختلفة لاغراض تطبيقات المتحسسات

Print Friendly, PDF & Email

ا.م.د. سلمى مهدي شعبان/جامعة بغداد – كلية العلوم – قسم الفيزياء

الخلاصة

تضمن البحث تحضير اكاسيد شفافة موصله نقية نانوية باستخدام طرق كيميائية بسيطة وغير مكلفة من الناحية الاقتصادية. حيث تم تحضير طبقة سميكة بحدود (600 nm) من انابيت اوكسيد التيتانيوم النانوية وذلك باضافة محلول الى خلية مصنعة من مواد متوفرة بالاسواق المحلية غير مكلفة, المحلول مكون من (1M H2SO4)  و  (0.16 M hydrofluoric acid)  خلال فترة زمنية مقدارها ثلاث ساعات عند 25 فولت. بعد عملية تحضير انابيب اوكسيد التيتانيوم النانوية وغسلها وتجفيف النماذج باستخدام غاز النتروجين يتم اضافة  0.09  M NH4Fالى محلول مكون من ماء مقطر اللا ايوني  و اثيلين جليكول (Ethylene glycol)  الى نفس الخلية بينما كان تركيز الماء المضاف يتراوح ضمن حدود (0, 30, 50, 70, and 90 vol%)  واجريت العملية عند فولتية مختلفة  (20- 100 volt)  خلال زمن استغرق اربع ساعات عند درجة حرارة الغرفة. يتم وضع شرائح معدن الخارصين في حامض الهايدروكلوريك  لمدة 15 دقيقة ثم تغسل بالماء المقطر اللا ايوني في جهاز الموجات فوق الصوتية وتجفف باستخدام غاز النتروجين. بعد ذلك  تلدن شرائح الخارصين لمدة ساعتان عند درجة حرارة 350 ºC لازالة الاجهاد الميكانيكي والشوائب من على سطح معدن الخارصين. يتم تكوين اوكسيد الخارصين بشكل رقائق نانوية على معدن الخارصين الذي يمتاز بنقاوة عالية جدا (99.999 %)  ويمثل القطب الموجب اما القطب السالب فهو البلاتين. تم استخدام منظومة محلية الصنع, تتألف هذه المنظومة من خلية من مادة التفلون وتتكون الأجزاء الرئيسية للخلية من قطبين (الخارصين والبلاتين) وخلاط مغناطيسي يستخدم لتحريك المستمر للمحلول (stirrer). قاعدة الانود تتكون من مادة النحاس للسماح بمرور التيار الكهربائي خلال عينة الخارصين، اما ابعاد البلاتين القطب السالب كانت   (1 ×1) سم، والمسافة بين الأنود والكاثود القياسية كانت .3 cm توضع مكونات المحلول   0.3 M Zinc sulfate heptahydrate  (ZnSO4·7H2O) and sulfuric acid (pH=3)  في الخلية خلال هذه العملية عند كثافة تيار (30 and 35 mA/cm2 )  خلال فترة زمنية مقدارها 40 دقيقة عند درجة حرارة الغرفة، يحرك المحلول بقوة باستخدام المحرك المغناطيسي (Magnetic stirrer). تم تحضير مركب نانوي بشكل نانو قضيب مكون من (ZnO-SnO2-CuO) باستخدام طريقة الهايدروثيرمل وذلك باضافة (0.07 mol) من نترات النحاس, نترات الخارصين وكلوريدات القصدير المائية الى محلول مكون من 250 mol  من ماء مقطر, ايثانول وبعض قطرات من حامض الهايدروكلوريك. يتم اضافة (0.2 mol) من اليوريا الى المحلول السابق وينقل المحلول اعلاه الى خلية مصنعة لهذا الغرض وتوضع على خلاط حراري عند درجة حرارة  180 C˚ مع التحريك البطيء المستمر لمدة عشر ساعات. بعد اكتمال التفاعل تترك الخلية الى ان تبرد وصولاً الى درجة حرارة الغرفة ويغسل الناتج بالماء والاسيتون ثم يجفف بالفرن بالهواء الحار عند درجة حرارة تصل الى 120 C˚. كما تضمن البحث دراسة وتحليل للخصائص البصرية، والتركيبية للاكاسيد الشفافة الموصلة النانوية المحضرة. وقد استخدمت هذه الاغشية المحضرة في افضل الظروف كمتحسسات غازية لغاز الهيدروجين الخطير جدا. حيث تم دراسة تاثير اختلاف تركيز الغاز على مقاومة لغشاء مع مرور الزمن وقد اظهر الغشاء المحضر ذو التركيب النانوي تحسسية عالية للغاز وبدرجة حرارة الغرفة.

 

 

Comments are disabled.