اسم الباحث:

محمود حامد الصالح

اسم المشرف:

الأستاذ الدكتور ابراهيم أسعد اسماعيل

العنوان:

اصطناع الأكاسيد المختلطة MO-Fe₂O₃  (M = Ca, Mg, Zn, Cd)  بطريقتي  Sol-gel  والهدروحرارية ودراسة خصائصها (البنيوية والضوئية والحفزية والكهربائية)

العنوان باللغة الإنكليزية:

العام:2024

القسم:الكيمياء

الملخص:

تم في هذا البحث اصطناع كل من فريت الكالسيوم (CaFe₂O₄) وفريت المغنيزيوم (MgFe₂O₄) وفريت الزنك (ZnFe₂O₄) وفريت الكادميوم (CdFe₂O₄) بطريقتي     (Sol-Gel) والهيدروحرارية، حيث حضرت بالطريقة الهيدروحرارية انطلاقاً من محاليل أملاح نترات هذه المعادن وتم إضافة هيدروكسيد الأمونيوم وفق نسب ثابتة ووضع المزيج ضمن مفاعل من الستانليستيل تحت ضغط (100 atm) ودرجة حرارة (180 °C).

أما بالنسبة لعملية الاصطناع بطريقة (Sol-Gel) فقد تم دراسة الشروط المثلى لتشكل هذه المركبات من نوع المثبت وزمن التثبيت ودرجة الحرارة. ووجد أن المثبت الأفضل كان        (β-carragenan) عند زمن استقرار (72 h) ودرجة حرارة المخبر.

بعد الانتهاء من تحضير العينات بالطريقتين قمنا بحرق المركبات الناتجة عند درجات حرارة مختلفة ضمن المجال (500-1000 °C) لمدة (4h) مع المراقبة المستمرة لعملية الاصطناع. بعد ذلك درست البلورات الناتجة باستخدام تقنية (XRD) وتبين من المخططات أن درجات الحرارة الأفضل لاصطناع المركبات المحضرة هي: (600 °C) بالنسبة لفريت الكالسيوم المحضر بطريقة (Sol-gel) وبدرجة (800 °C) المحضر بالطريقة الهيدروحرارية، والدرجة (700 °C) بالنسبة لفريت المغنيزيوم المحضر بطريقة (Sol-gel) وبدرجة     (800 °C) المحضر بالطريقة الهيدروحرارية، والدرجة (800 °C) بالنسبة لفريت الزنك المحضر بطريقة (Sol-gel) وبدرجة (900 °C) المحضر بالطريقة الهيدروحرارية، والدرجة (800 °C) بالنسبة لفريت الكادميوم المحضر بطريقة (Sol-gel) وبدرجة       (900 °C) المحضر بالطريقة الهيدروحرارية.

وبذلك يستنتج أن درجة حرارة الاصطناع المثلى بطريقة (Sol-gel) أقل من درجة الحرارة المثلى للاصطناع بطريقة الهيدروحرارية.

درست الخصائص البنيوية للمركبات المحضرة بالطريقتين من نمط التبلور والمسافة بين المستويات البلورية وقرائن ميلر والكثافة النظرية والتجريبية باستخدام تقنية (XRD) حيث تبين أن مركب فريت الكالسيوم يتبلور وفق النظام المعيني القائم بينما تتبلور باقي مركبات فريت المغنيزيوم وفريت الزنك وفريت الكادميوم وفق النظام المكعبي. كذلك درست الخصائص الاهتزازية للروابط بين الذرات باستخدام تقنية (IR). ودرست الخصائص الحرارية لهذه المركبات باستخدام تقنية (DTA).

درست الخصائص الحفزية للمركبات المحضرة عن طريق استخداماتها كحفازات في تفاعلات أكسدة أزرق الميثلين وأحمر الميثيل. بوجود الماء الأكسجيني كعامل مؤكسد وتبين أن مركب فريت الزنك المحضر بطريقة (Sol-gel) يملك أكثر فعالية حفزية. كما درست الخصائص الضوئية للمركبات المحضرة عن طريقة تحضير أفلام رقيقة منها وقياس خصائصها الضوئية (الامتصاصية والنفاذية والانعكاسية) ومن خلالها تم حساب عرض الفجوة الطاقية لكل من هذه المركبات وتبين أنها من أنصاف النواقل.

تم دراسة الخصائص الكهربائية أيضاً من خلال قياس المقاومة الكهربائية لأقراص مضغوطة من المركبات المحضرة، وتغير هذه المقاومة بتغير درجة الحرارة.

الكلمات المفتاحية:

Sol_gel  -هيدروحرارية-حفزية-ضوئية-كهربائية

تحميل البحث