عنوان پایان‌نامه
سنتز نانو پوسته پایه اکسید قلع بر نانو ذرات هسته و بررسی اثر آن بر عملکرد حسگر های گازهای شیمیایی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1437.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 62555
- تاریخ دفاع
- ۱۹ بهمن ۱۳۹۲
- دانشجو
- مهرداد عسگری
- استاد راهنما
- عباسعلی خدادادی, یداله مرتضوی
- چکیده
- بهبود عملکرد حسگرهای گازی جهت شناسایی گازهای آلاینده و خطرناک مسئله¬ی¬ بسیار مهمی است که در سالیان اخیر به¬صورت گسترده¬ای مورد توجه قرار گرفته¬ است. حساسیت، گزینش¬پذیری و پایداری از مهم¬ترین ویژگی¬های یک حسگر گازی هستند که بهبود آن¬ها می¬تواند عملکرد یک حسگر گازی را ارتقا ببخشد. نانوساختارهای هسته¬پوسته (نانوساختارهایی به¬همراه یک نانولایه¬ی پوسته بر روی نانوذرات هسته) به دلیل ویژگی¬های مثبتی که از خود نشان می¬دهند در بسیاری از زمینه¬ها از جمله حسگرهای گازی کاربردهای فراوانی یافته¬اند. در تحقیق پیش¬رو، نمونه¬های هسته-پوسته¬ی سیلیکا-اکسید روی و همچنین سیلیکا-اکسید قلع با درصد ترکیب¬های مختلف وزنی ساخته¬شد. اندازه¬ی ذرات با دستگاه اندازه¬گیری اندازه (آنالیز DLS) مشخص شد و دیده¬شد که این اندازه، مطابقت خوبی با آن¬چه که در تئوری مورد انتظار بود، دارد که خود می¬تواند نشانی از تشکیل ساختار هسته¬پوسته باشد. در ادامه، عملکرد حسگری نمونه¬های ساخته¬شده بر روی گازهای مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفت. اگرچه نمونه¬های هسته¬پوسته¬ی سیلیکا-اکسید روی نسبت به اکسید روی حساسیت بهتری در معرض گاز هدف نشان ندادند ولی در زمینه¬ی بازیابی و گزینش¬پذیری، عملکرد بهتری داشتند. حساسیت نمونه¬های مختلف هسته¬پوسته¬ی سیلیکا- اکسید قلع نسبت به گازهای هدف اتانول، متان و کربن مونواکسید اندازه¬گیری شد که کاهش دمای پاسخ و افزایش حساسیت دربرخی نمونه¬های هسته¬پوسته نسبت به اکسید قلع دیده¬شد. به¬نظر می¬رسد افزایش فعالیت کاتالیستی و هم¬چنین ایجاد نانوپوسته¬ی نازک اکسید قلع از عوامل اصلی کاهش دمای پاسخ بهینه باشد.
- Abstract
- Enhancement of chemical gas sensors' performance to detect pollutants and dangerous gases is an important issue that has attracted increasing attention in recent years. Sensitivity, selectivity and stability are important parameters reflecting gas sensors' performance. These parameters should be modified in order to improve the performance. Core-shell nanostructures have been used for many applications including chemical gas sensing, due to their enhanced catalytic properties of these nanostructures. In the present work, different compositions of SiO2@ZnO and SiO2@SnO2 core shell nanoparticles were synthesized. The size of the dispersed synthesized core shell nanoparticles was measured by particle size analyzer (Dynamic Light Scattering analysis). Good correspondence was seen between experimental data obtained by mass balance and the diameters obtained by DLS measurements, a suitable evidence of formation of core shell nanoparticles. Futhermore, the sensing performance of the synthesized nanoparticles for detection of different target gases was investigated. Although, the sensitivity of SiO2@ZnO core shell nano particles to ethanol were not as high as the pure zinc oxide, they showed better recovery and selectivity to ethanol as compared to pure zinc oxide. In addition, the sensitivity of the synthesized SiO2@SnO2 core shell nanoparticles was measured to ethanol, carbon monoxide and methane as target gases. Decreasing the temperature of maximum sensor response and enhanced sensitivity were obtained for the core shell materials compared to the bare tin oxide sensing materials. It seems that enhancement of catalytic activity of core shell materials and formation of thin shell layer on silica nanoparticles are the main parameters affecting the sensing behavior of the sensing materials.
