عنوان :
ساخت نانوذرات فريت روي و بررسي تاثيرات آلايش طلا بر خواص حسگري گاز هيدروژن
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ماده چگال تجربي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
نه، 83ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
حسگرگازي , فريت روي , هيدروژن , فلزات نجيب , فريت روي آلاييده با طلا , هيدروترمال , حسگر گاز مقاومتي
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/07/04
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/07/08
چكيده فارسي :
گاز هيدروژن نقش بسيار مهمي در طيف وسيعي از نيازهاي بشر دارد، بنابراين تشخيص غلظت هاي مختلف آن به يك
امر ضروري تبديل شده است. يكي از گزينه هاي مناسب براي آشكارسازي گاز هيدروژن استفاده از حسگرهاي گازي مبتني بر
اكسيد نيم رساناي فلزي است. اكسيدهاي فلزي مانند فريت هاي اسپينلي ، جزو موادي هستند كه در ساخت لايه حسگري
مورد بررسي قرار گرفته و به عنوان حسگرهاي گاز مقاومتي استفاده مي شوند. در راستاي اين هدف، در اين پژوهش به بررسي
ويژگي هاي حسگرگازي مبتني بر نانوذرات فريت روي پرداخته شد. براي بهبود حسگري اين ماده، از طلا به عنوان كاتاليست
حسگري استفاده و تاثير افزودن آن بر ويژگي هاي حسگرگازي فريت روي بررسي شده است. ابتدا نانوذرات فريت روي و فريت
روي آلاييده با طلا به روش هيدروترمال تهيه شدند و سپس به منظور تشخيص ساختار بلوري و فازهاي شكل گرفته در نمونه ها
از پراش پرتو ايكس و جهت ريخت شناسي از ميكروسكوپ الكتروني روبشي استفاده شد.
الگوي پراش پرتو ايكسنمونه ي فريت روي، تشكيل فاز اسپينلي مكعبي نمونه با گروه فضايي Fd3m را نشان داد. تصوير
ميكروسكوپ الكتروني روبشي حضور ذرات كروي شكل و نانوذرات به هم چسبيده با توزيع يكنواخت و متراكم را نشان مي دهد.
در بخش مطالعه ي رفتار حسگري گاز هيدروژن، يك رفتار نيم رساناي نوع n از نمونه ها مشاهده شد. همچنين شاهد افزايش
پاسخ حسگر با افزايش دما تا دماي بهينه ي ℃ 350 هستيم. نتايج استفاده از كاتاليست طلا نشان داد، با افزايش ميزان
كاتاليست Au ابتدا پاسخ حسگري بيشتر مي شود، سپس با افزايش بيشتر كاتاليست طلا پاسخ كمتر مي شود. بهترين پاسخ
براي نمونه ي فريت روي با آلايش ٪ 05 . 0 وزني طلا (٪ 2750 ) به دست آمد. نمونه ها در 3 دوره ي پشت سر هم پايداري
مطلوبي از خود نشان دادند.
چكيده انگليسي :
Hydrogen gas plays a very important role in a wide range of human needs, so the detection of
its different concentrations has become a necessity. One of the suitable options for hydrogen
gas detection is the use of gas sensors based on semiconductor metal oxide. Metal oxides,
such as spinel ferrites, are among the materials that are investigated in the construction of
the sensing layer and are used as resistive gas sensors. In line with this goal, in this research,
the properties of gas sensors based on zinc ferrite nanoparticles were investigated. To improve
the sensing of this material, gold has been used as a sensing catalyst and the effect of its
addition on the gas sensing properties of zinc ferrite has been investigated. First, zinc ferrite
and gold-doped zinc ferrite nanoparticles were prepared by hydrothermal method, and then
X-ray diffraction and scanning electron microscope were used to identify the crystal structure
and phases formed in the samples.
X-ray diffraction pattern of zinc ferrite sample showed the formation of cubic spinel phase of
sample with Fd3m space group. The scanning electron microscope image shows the presence
of spherical particles and nanoparticles with a uniform and dense distribution. In the study
of hydrogen gas sensing behavior, an n-type semiconductor behavior was observed in the
samples. We also see an increase in the response of the sensor with increasing temperature
up to the optimal temperature of 350℃. The results of using gold catalyst showed that with
increasing the amount of Au catalyst, the sensing response increases first, then the response
decreases with increasing the amount of gold catalyst. The best answer is for the sample of
zinc ferrite with 0.05Percent wt Au (2750Percent) was obtained. The samples showed good
stability in 3 consecutive periods.
استاد راهنما :
پرويز كاملي
استاد داور :
حسين احمدوند , اسماعيل عبدالحسيني سارسري
