منصة الرسائل والاطاريح: تحضير وتوصيف مواد لب/ قشرة النانوية بالاستئصال بالليزر النبضي

الخلاصة

بدأت تجذب الجسيمات النانوية لب/ قشرة تدريجياً المزيد والمزيد من الاهتمام في الآونة الاخيرة ، حيث ظهرت هذه الجسيمات النانوية في مجالات كيمياء المواد والعديد من المجالات الأخرى ، مثل الإلكترونيات والطب الحيوي والصيدلاني والبصريات والتحفيز . في هذا البحث تم تحضير جسيمات النانوية (Fe2O3 , SiO2) والتراكيب النانوية من اللب / القشرة (Fe2O3@SiO2 , SiO2@Fe2O3) باستخدام طريقة الاستئصال بالليزر النبضي في الوسط السائل PLAL ,حيث تمتاز هذه التقنية بكونها بسيطة ورخيصة وغير ملوثة , بالإضافة الى كونها تجهزنا بطريقة مسيطر عليها لتحفيز جسيمات نانوية بمميزات خاصة معتمدة على شروط التحضير ومعلمات الليزر. تتميز هذه المواد بخصائص فيزيائية تؤهلها للاستخدامات في عملية التحفيز الضوئي والتي تشمل ازالة التصبغات العضوية . تم استئصال المواد (Fe2O3 , SiO2) النانوية باستخدام منظومة ليزر النديميوم – ياك النبضي ذو طول الموجي 1064nm بطاقة 260mJ وبعدد نبضات مختلفة(300,400,500)نبضة .وتم تحضير التراكيب النانوية من اللب /قشرة (Fe2O3@SiO2) من خلال تسليط حزمة الليزر(Nd-YAG) على اللب Fe2O3 بطول موجي 1064nm بطاقة 260mJ وبعدد نبضات 500))نبضة وتم استئصال القشرة SiO2 بنفس الظروف ولكن بعدد نبضات مختلف (100,200,300) نبضة ، حيث تم تثبيت عدد نبضات اللب وتغير بعدد نبضات القشرة . وبنفس الطريقة بالضبط تم تحضير( (SiO2@Fe2O3 . تم تحضير صبغة الميثيل البرتقالي (MO) بتراكيز مختلفة ( M 2.5*10-5 , 5*10-5, 7.5*10-5 , ,1*10-5 1*10-6 ,5*10-6) لغرض دراسة تأثير المواد النانوية المحضرة في عملية اختزال الصبغة . الخواص التركيبية و المورفولوجيا والبصرية للمحاليل المحضرة تم فحصها باستخدام جهاز حيود الاشعة السينية (XRD) ، وجهاز المجهر الكتروني الماسح عالي الدقة (FE-SEM) ، ومطياف الاشعة المرئية – فوق البنفسجية (UV-VIS) . بينت نتائج XRD أن المحاليل النانوية متعددة التبلور ووجود بعض القمم البلورية المنخفضة الشدة للمواد النانوية بأحجام بلورية تقرب من (33nm) . واظهرت نتائج XRD للب / قشرة ان جسيمات القشرة النانوية غلفت جسيمات اللب . لقد بينت صورFE-SEM انتاج الجسيمات النانوية من اوكسيد الحديد و اوكسيد السيلكون وذات شكل شبة كروي وبقطر معدله تقريبا 60nm و100nmعلى التوالي . حيث اظهرت صور FE-SEM تشكيل لب / قشرة بشكل واضح . أما الامتصاصية للأشعة المرئية – فوق البنفسجية فتقل بزيادة الطول الموجي ،وان قمم الامتصاص اظهرت عند الطول الموجي بحدود 354nm . كما لوحظ ان الامتصاصية تزداد بزيادة عدد نبضات المسلطة على الهدف .ونقصان معامل الامتصاص مع زيادة الطول الموجي . بينما لوحظ زيادة النفاذية بزيادة الطول الموجي . تم اجراء التطبيق ازالة الصبغة الميثيل البرتقالي من خلال عملية الامتزاز ،حيث تم اختيار افضل تركيز للصبغة من حيث الامتصاصية ومزجه مع المواد النانوية والتراكيب النانوية (لب / قشرة ) .نستنتج ان عملية التحلل الضوئي للصبغة تزداد تدريجياً مع زيادة شدة الضوء. وان الامتصاصية تنخفض مع زمن تحلل الصبغة . تم حساب كفاءة التحلل الضوئي للعينات التي تم مزجها مع المادة النانوية حيث بينت النتائج ان كفاءة اوكسيد الحديد بحدود (%94.49) وكفاءة اوكسيد السيليكون بحدود (%73.14) .حيث ان اوكسيد الحديد حقق كفاءة اعلى من اوكسيد السيليكون . اما كفاءة التحلل الضوئي للب / قشرة Fe2O3@SiO2 تبلغ (90.27 %) وكفاءة التحلل الضوئي لـ SiO2@Fe2O3 (93.88%) .