การสังเคราะห์และศึกษาสมบัติของผงผลึกนาโน SnO2 ด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มอล SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF SnO2 NANOCRYSTALLINE POWDER BY HYDROTHERMAL METHOD
คำสำคัญ:
ทินออกไซด์, วิธีไฮโดรเทอร์มอล, ผงผลึกนาโน, การสังเคราะห์, โครงสร้างเตตระโกนอลบทคัดย่อ
งานนี้ได้รายงานกระบวนการสังเคราะห์และศึกษาสมบัติของผงผลึกนาโนทินออกไซด์ (SnO2) เตรียมด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มอลและได้ศึกษาสมบัติต่างๆ เช่น เทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (XRD) ภาพถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) และเทคนิคยูวี-วิสิเบิล สเปกโทรสโกปี (UV-vis) ผลการศึกษาโครงสร้างด้วยเทคนิค XRD พบว่า SnO2 มีโครงสร้างผลึกแบบเตตระโกนอล (Tetragonal) และมีขนาดผลึกอยู่ในช่วง 5.2-7.4 นาโนเมตร จากภาพถ่าย TEM และ HR-TEM (ภาพถ่ายกำลังขยายสูงด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน) แสดงให้เห็นว่าตัวอย่างมีรูปร่างทรงกลมขนาดเล็ก ประมาณ 5.58±0.97 ถึง 7.82±1.32 นาโนเมตร และมีการกระจายตัวดี จากการวิเคราะห์รูปแบบการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนที่บริเวณที่เลือกไว้ (SAED) ยืนยันว่าเป็นโครงสร้างเตตระโกนอล โดยไม่พบเฟสปลอมปนของสารประกอบอื่นในโครงสร้าง ซึ่งสอดคล้องกับผลการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค XRD สมบัติทางแสงของตัวอย่างวิเคราะห์ด้วยสเปกตรัมการดูดกลืนแสงในช่วงแสงยูวีถึงแสงที่ตามองเห็นและค่าช่องว่างพลังงานของตัวอย่างอยู่ในช่วง 3.71-3.78 eV ผลดังกล่าวนี้ชี้ให้เห็นว่าอุณหภูมิของการให้ความร้อนในกระบวนการไฮโดรเทอร์มอลมีบทบาทสำคัญต่อการควบคุมขนาดของอนุภาคนาโน SnO2 ซึ่งขนาดของตัวอย่างส่งผลอย่างมีนัยต่อค่าช่องว่างพลังงานของอนุภาคนาโน SnO2
Downloads
References
[1] Wen Z, Zhang H, Li Y, Weigen C, Wang Z. (2014, September). Hydrothermal synthesis of hierarchical flower-like SnO2 nanostructures with enhanced ethanol gas sensing properties. Materials Research Bulletin. 57(9): 91-96.
[2] Wongsaprom K. (2013, October). Dilute Magnetic Oxide. Journal of Science and Technology MSU. 32(3): 361-370.
[3] Ateeq A, Ali T, Siddique MN, Ahmad A, Tripathi P. (2017, August). Enhanced room temperature ferromagnetism in Ni doped SnO2 nanoparticles: A comprehensive study. Journal of Applied Physics. 122(8): 1-11.
[4] Joseph DP, Renugambal P, Saravanan M, Raja SP, Venkateswaran C. (2009, September). Effect of Li
doping on the structural, optical and electrical properties of spray deposited SnO2 thin films. Thin
Solid Films. 517(21): 6129-6136.
[5] Ruiping L, Weiming S, Chao S, James I, Shiqiang Z, Kunjie Y; et al. (2017, December). Hydrothermal synthesis of hollow SnO2 spheres with excellent electrochemical performance for anodes in lithium ion batteries. Materials Research Bulletin. 96(4): 443-448.
[6] Zhigang W, Feng Z, Hongchun Y, Ziran J, Kanglian L. (2013, February). Hydrothermal synthesis of flowerlike SnO2 nanorod bundles and their application for lithium ion battery. Materials Characterization. 76(2): 1-5.
[7] Liu J, Luo T, Mouli S, Meng F, Sun B, Li M, Liu J. (2010, January). A novel coral-like porous SnO2 hollow architecture: biomimetic swallowing growth mechanism and enhanced photovoltaic property for dye-sensitized solar cell application. Chemical Communications. 46(3): 472-474.
[8] Dou X, Sabba D, Mathews N, Wong LH, Lam YM, Mhaisalkar S. (2011, August). Hydrothermal synthesis of high electron mobility Zn-doped SnO2 nanoflowers as photoanode material for efficient dye-sensitized solar cells. Chemistry Materials. 23(17): 3938-3945.
[9] Agrahari V, Mathpal MC. Kumar S, Kumar M, Agarwal A. (2016, June). Cr modified Raman, optical band gap and magnetic properties of SnO2 nanoparticles. Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 27(6): 6020-6029.
[10] Wang Q, Wang D, Wu M, Liu B, Chen J, Wang T. (2011, June). Porous SnO2 nanoflakes with loose-packed structure: morphology conserved transformation from SnS2 precursor and application in lithium ion batteries and gas sensors. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 72(6): 630-636.
[11] Shimizu K, Katagiri M, Satokawa S. (2011, October). Sintering-resistant and self-regenerative properties of Ag/SnO2 catalyst for soot oxidation. Applied Catalysis B. 108-109(14): 39-46.
[12] Aziz M, Abbas SS, Wan RWB. (2015, January). Size-controlled synthesis of SnO2 nanoparticles by sol-gel method. Materials Letters. 91(2): 31-34.
[13] Agrahari V, Mathpal MC, Kumar S, Kumar M, Agarwal A. (2015, February). Investigations of optoelectronic properties in DMS SnO2 nanoparticles. Journal of Alloys and Compounds. 622(5): 48-53.
[14] Song KC, Kim JH. (2000, February). Synthesis of high surface area tin oxide powders via water-in-oil microemulsions. Powder Technology. 107(3): 268-272.
[15] Kimura H, Fukumura T, Kawasaki M, Inaba K, Hasegawa T, Koinuma H. (2002, January). Rutile-type oxide-diluted magnetic semiconductor: Mn-doped SnO2. Applied Physics Letters. 80(94): 1-7.
[16] Huang J, Liu J, Li X, Liu H, Zhang Y. (2013, June). Effect of different ethanol/water solvent ratios on the morphology of SnO2 nanocrystals and their electrochemical properties. Materials Science in Semiconductor Processing. 16(3): 742-746.
[17] Wen Z, Zheng F, Liu K. (2012, February). Synthesis of porous SnO2 nanospheres and their application for lithium-ion battery. Materials Letters. 68(3): 469-471.
[18] Xue C, Yong-chun S, Yong-neng H, Guang-ping L, Chang L. (2013, March). Integrated process of large-scale and size-controlled SnO2 nanoparticles by hydrothermal method. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 23(3): 725-730.
[19] Yospanya J, Banrit O. (2014, May). Synthesis and magnetic properties of SnO2 and Co-doped SnO2 nano-structures by hydrothermal method. Bs.C. (Physisc). Mahasarakham: Mahasarakham University.
[20] Fan WL, Zhao W, You LP, Song XY, Zhang WM, Yu HY; et al. (2004, December). A simple method to synthesize single-crystalline lanthanide orthovanadate nanorods. Journal of Solid State Chemistry. 177(12): 4399-4403.
[21] Rajesh N, Kannan JC, Krishnakumar T, Leonardi SG, Neri G. (2014, April). Sensing behavior to ethanol of tin oxide nanoparticles prepared by microwave synthesis with different irradiation time. Sensors and Actuators B: Chemical. 194(5): 96-104.
[22] Gondal MA, Drmosh QA, Saleh TA (2010, September). Preparation and characterization of SnO2 nanoparticles using high power pulsed laser. Applied Surface Science. 256(23): 7067-7070.
[23] Gnanam S, Rajendran V. (2010, November). Preparation of Cd-doped SnO2 nanoparticles by sol–gel route and their optical properties. Journal of Sol-Gel Science and Technology. 56(2): 128-133.
[24] Gu F, Wang S, Cao H, Li C. (2008, March). Synthesis and optical properties of SnO2 nanorod. Nanotechnology. 19(9): 095101-099801.
[25] Chaisitsak S. (2011, July). Nanocrystalline SnO2: F Thin Films for Liquid Petroleum Gas Sensors. Journal of Sensors. 11(7): 7127-7140.
[26] Subramanyam K, Sreelekha N, Murali G, Reddy DA, Vijayalakshmi RP. (2014, December). Structural, optical and magnetic properties of Cr doped SnO2 nanoparticles stabilized with polyethylene glycol. Physica B. 454(23): 86-92.
[27] Karunakaran C, Raadha SS, Gomathisankar P. (2013, February). Microstructures and optical, electrical and photocatalytic properties of sonochemically and hydrothermally synthesized SnO2 nanoparticles. Journal of Alloys and Compounds. 549(4): 269-275.
[28] Feng G, Shu FW Meng KL, Guang JZ, Dong X, Duo RY. (2004, May). Photoluminescence Properties of SnO2 Nanoparticles Synthesized by Sol-Gel Method. Journal of Physical Chemistry B. 108(24): 8119-8123.
[2] Wongsaprom K. (2013, October). Dilute Magnetic Oxide. Journal of Science and Technology MSU. 32(3): 361-370.
[3] Ateeq A, Ali T, Siddique MN, Ahmad A, Tripathi P. (2017, August). Enhanced room temperature ferromagnetism in Ni doped SnO2 nanoparticles: A comprehensive study. Journal of Applied Physics. 122(8): 1-11.
[4] Joseph DP, Renugambal P, Saravanan M, Raja SP, Venkateswaran C. (2009, September). Effect of Li
doping on the structural, optical and electrical properties of spray deposited SnO2 thin films. Thin
Solid Films. 517(21): 6129-6136.
[5] Ruiping L, Weiming S, Chao S, James I, Shiqiang Z, Kunjie Y; et al. (2017, December). Hydrothermal synthesis of hollow SnO2 spheres with excellent electrochemical performance for anodes in lithium ion batteries. Materials Research Bulletin. 96(4): 443-448.
[6] Zhigang W, Feng Z, Hongchun Y, Ziran J, Kanglian L. (2013, February). Hydrothermal synthesis of flowerlike SnO2 nanorod bundles and their application for lithium ion battery. Materials Characterization. 76(2): 1-5.
[7] Liu J, Luo T, Mouli S, Meng F, Sun B, Li M, Liu J. (2010, January). A novel coral-like porous SnO2 hollow architecture: biomimetic swallowing growth mechanism and enhanced photovoltaic property for dye-sensitized solar cell application. Chemical Communications. 46(3): 472-474.
[8] Dou X, Sabba D, Mathews N, Wong LH, Lam YM, Mhaisalkar S. (2011, August). Hydrothermal synthesis of high electron mobility Zn-doped SnO2 nanoflowers as photoanode material for efficient dye-sensitized solar cells. Chemistry Materials. 23(17): 3938-3945.
[9] Agrahari V, Mathpal MC. Kumar S, Kumar M, Agarwal A. (2016, June). Cr modified Raman, optical band gap and magnetic properties of SnO2 nanoparticles. Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 27(6): 6020-6029.
[10] Wang Q, Wang D, Wu M, Liu B, Chen J, Wang T. (2011, June). Porous SnO2 nanoflakes with loose-packed structure: morphology conserved transformation from SnS2 precursor and application in lithium ion batteries and gas sensors. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 72(6): 630-636.
[11] Shimizu K, Katagiri M, Satokawa S. (2011, October). Sintering-resistant and self-regenerative properties of Ag/SnO2 catalyst for soot oxidation. Applied Catalysis B. 108-109(14): 39-46.
[12] Aziz M, Abbas SS, Wan RWB. (2015, January). Size-controlled synthesis of SnO2 nanoparticles by sol-gel method. Materials Letters. 91(2): 31-34.
[13] Agrahari V, Mathpal MC, Kumar S, Kumar M, Agarwal A. (2015, February). Investigations of optoelectronic properties in DMS SnO2 nanoparticles. Journal of Alloys and Compounds. 622(5): 48-53.
[14] Song KC, Kim JH. (2000, February). Synthesis of high surface area tin oxide powders via water-in-oil microemulsions. Powder Technology. 107(3): 268-272.
[15] Kimura H, Fukumura T, Kawasaki M, Inaba K, Hasegawa T, Koinuma H. (2002, January). Rutile-type oxide-diluted magnetic semiconductor: Mn-doped SnO2. Applied Physics Letters. 80(94): 1-7.
[16] Huang J, Liu J, Li X, Liu H, Zhang Y. (2013, June). Effect of different ethanol/water solvent ratios on the morphology of SnO2 nanocrystals and their electrochemical properties. Materials Science in Semiconductor Processing. 16(3): 742-746.
[17] Wen Z, Zheng F, Liu K. (2012, February). Synthesis of porous SnO2 nanospheres and their application for lithium-ion battery. Materials Letters. 68(3): 469-471.
[18] Xue C, Yong-chun S, Yong-neng H, Guang-ping L, Chang L. (2013, March). Integrated process of large-scale and size-controlled SnO2 nanoparticles by hydrothermal method. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 23(3): 725-730.
[19] Yospanya J, Banrit O. (2014, May). Synthesis and magnetic properties of SnO2 and Co-doped SnO2 nano-structures by hydrothermal method. Bs.C. (Physisc). Mahasarakham: Mahasarakham University.
[20] Fan WL, Zhao W, You LP, Song XY, Zhang WM, Yu HY; et al. (2004, December). A simple method to synthesize single-crystalline lanthanide orthovanadate nanorods. Journal of Solid State Chemistry. 177(12): 4399-4403.
[21] Rajesh N, Kannan JC, Krishnakumar T, Leonardi SG, Neri G. (2014, April). Sensing behavior to ethanol of tin oxide nanoparticles prepared by microwave synthesis with different irradiation time. Sensors and Actuators B: Chemical. 194(5): 96-104.
[22] Gondal MA, Drmosh QA, Saleh TA (2010, September). Preparation and characterization of SnO2 nanoparticles using high power pulsed laser. Applied Surface Science. 256(23): 7067-7070.
[23] Gnanam S, Rajendran V. (2010, November). Preparation of Cd-doped SnO2 nanoparticles by sol–gel route and their optical properties. Journal of Sol-Gel Science and Technology. 56(2): 128-133.
[24] Gu F, Wang S, Cao H, Li C. (2008, March). Synthesis and optical properties of SnO2 nanorod. Nanotechnology. 19(9): 095101-099801.
[25] Chaisitsak S. (2011, July). Nanocrystalline SnO2: F Thin Films for Liquid Petroleum Gas Sensors. Journal of Sensors. 11(7): 7127-7140.
[26] Subramanyam K, Sreelekha N, Murali G, Reddy DA, Vijayalakshmi RP. (2014, December). Structural, optical and magnetic properties of Cr doped SnO2 nanoparticles stabilized with polyethylene glycol. Physica B. 454(23): 86-92.
[27] Karunakaran C, Raadha SS, Gomathisankar P. (2013, February). Microstructures and optical, electrical and photocatalytic properties of sonochemically and hydrothermally synthesized SnO2 nanoparticles. Journal of Alloys and Compounds. 549(4): 269-275.
[28] Feng G, Shu FW Meng KL, Guang JZ, Dong X, Duo RY. (2004, May). Photoluminescence Properties of SnO2 Nanoparticles Synthesized by Sol-Gel Method. Journal of Physical Chemistry B. 108(24): 8119-8123.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
2019-07-02
How to Cite
วิญญายงค์ เ., & วงศาพรม ข. (2019). การสังเคราะห์และศึกษาสมบัติของผงผลึกนาโน SnO2 ด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มอล SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF SnO2 NANOCRYSTALLINE POWDER BY HYDROTHERMAL METHOD. วารสารมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ สาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 11(21, January-June), 204–215. สืบค้น จาก https://ph02.tci-thaijo.org/index.php/swujournal/article/view/200481
ฉบับ
บท
บทความวิจัย
License
วารสารมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ สาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี อยู่ภายใต้การอนุญาต Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International (CC-BY-NC-ND 4.0) เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น โปรดอ่านหน้านโยบายของวารสารสำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเข้าถึงแบบเปิด ลิขสิทธิ์ และการอนุญาต
