سنتز الكتروشيميايي نانوساختارهاي گارنت ايتريوم آلومينيوم در حضور سورفكتانت كاتيوني: CTAB

Electrochemical Synthesis of Yttrium Aluminum Garnet Nanostructures in the Presence of Cationic Surfactant: CTAB

در اين پژوهش، نانوساختارهاي خالص گارنت ايتريوم آلومينيوم YAG, Y3Al5O12)) طي فرايند دو مرحله‌اي و با استفاده از پيش‌‌ماده‌هاي كلريدي در محلول الكتروليت آب–اتانول با نسبت مشخص سنتز شدند و تأثير سورفكتانت كاتيوني CTAB بر اندازه ذرات و ريخت‌شناسي نانوساختارهاي توليد­شده مورد بررسي قرار گرفت. براي سنتز YAG، لايه­اي از فيلم هيدروكسيد به روش ترسيب الكتروشيميايي كاتدي در سطح كاتد نشانده شد و سپس طي عمليات حرارتي، به فرآورده اكسيد نهايي تبديل شد. از آناليز پراش پرتو ايكس (XRD)، طيف‌سنجي تبديل فوريه فروسرخ (FTIR)، گرماسنجي تفاضلي و وزن‌سنجي حرارتي (DTA-TGA) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، به‌ترتيب براي شناسايي فاز و ساختار بلوري ماده به‌دست‌آمده، شناسايي باندهاي جذبي آن، بررسي رفتار حرارتي رسوب هيدروكسيد در هنگام عمليات حرارتي و تعيين ريخت‌شناسي و اندازه ذرات پودر حاصل استفاده شد. نتايج مطالعات نشان داد كه ترسيب الكتروشيميايي كاتدي، روشي عملي و بسيار كارآمد براي تهيه نانوساختارهاي YAG است و افزودن سورفكتانت كاتيوني CTAB به الكتروليت به هنگام ترسيب الكتروشيميايي مي‌تواند سبب تشكيل ذرات ريزتر شود و همچنين تأثير چشمگيري در يكنواختي و توزيع باريك‌تر اندازه ذرات دارد.

In this research, pure Yttrium Aluminum Garnet (YAG, Y3Al5O12) nanostructures were synthesized through a two-step process by using chloride precursors in a solution of water–ethanol electrolyte with specific ratio. Also, the effect of cationic surfactant CTAB, on the size and the morphology of the prepared nanostructures were investigated. For the synthesis of YAG, a layer of hydroxide film was deposited on the surface of cathode via cathodic electrodeposition method and then, it was transformed to the final oxide product in the course of a thermal operation. X-Ray Diffraction (XRD) analysis was used for characterization of phase and crystal structure of prepared materials and also Fourier Transform Infra-Red spectroscopy (FTIR) was used for characterization of absorption bonds. Thermal behavior of deposited hydroxide during the thermal operation was studied by Differential Thermal Analysis and Thermal Gravimetric Analysis (DTA-TGA) technique. The morphology and particle size of obtained powder was determined by Scanning Electron Microscopy (SEM). The results of our studies showed that the cathodic electrodeposition method is a practical and very efficient method for preparation of YAG nanostructures and addition of a cationic surfactant like CTAB into the electrolyte during the electrochemical deposition can lead to the formation of smaller particles and also has an impressive effect on the homogeneity and narrower particles size distribution.