فهرست مطالب

مواد و فناوری های پیشرفته - سال نهم شماره 1 (بهار 1399)

مجله مواد و فناوری های پیشرفته
سال نهم شماره 1 (بهار 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/03/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • بهینه سازی میزان لیتیوم مازاد در ماده فعال کاتدی با ترکیب NMC در حالت غیر استوکیومتری بر روی عملکرد باتری یون لیتیومی
    علی کفلو*، احد طلوعی، خطیب الاسلام صدرنژاد صفحات 1-10

    در این تحقیق، تاثیر میزان لیتیوم مازاد در مرحله لیتیوم دهی کاتد به صورت غیر استوکیومتری در باتری یون لیتیومی بررسی شده است. به همین منظور پیش ماده کاتدی با ترکیب Ni0.3Mn0.5Co0.2 با استفاده از فرآیند هم رسوبی به صورت هیدروکسیدی سنتز شده و پس از آن با مقادیر مختلفی از لیتیوم هیدروکسید (LiOH)، لیتیوم دهی شد تا تاثیر میزان لیتیوم مازاد در ترکیب Lix (Ni0.3Mn0.5Co0.2) O2 روی خواص الکتروشیمیایی کاتد بررسی شود. نتایج آنالیز ICP، XRD و SEM نشان داد که نمونه ها بخوبی سنتز شده اند و ترکیبات با ساختار لایه ای تشکیل شده و اندازه ذرات در نمونه ها کمتر از 10میکرون است. نتایج تست های شارژ-دشارژ باتری برای هر سه نمونه سنتز شده با نرخ های 0.5-5C بیانگر آن است که نمونه Li1.5 (Ni0.3Mn0.5Co0.2) O2 دارای بهترین عملکرد الکتروشیمیایی بود به طوری که در نرخ دشارژ 1C ظرفیت آن mAh/g200 بوده و پس از 30 چرخه، ظرفیت آن با نرخ  شارژ 5C به mAh/g138 رسید. آنالیز امپدانس (EIS) مشخص نمود که نمونه Li1.5 (Ni0.3Mn0.5Co0.2) O2 دارای کمترین مقاومت داخلی می باشد. با توجه به نتایج حاصل می توان گفت که افزایش میزان لیتیوم مازاد برای بهبود عملکرد باتری میزان بهینه ای دارد؛ به طوری که در حالت غیر استوکیومتری با افزایش میزان لیتیوم تا Li1.5 با بهبود عملکرد همراه بوده است و بالاتر از این مقدار منجر به کاهش عملکرد باتری می گردد.

    کلیدواژگان: باتری یون لیتیومی، ماده فعال کاتدی، نیکل-منگنز-کبالت، هم رسوبی، لیتیم مازاد
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • لایه نشانی نانوصفحات دی سولفید مولیبدن بر روی پارچه کربنی به روش الکتروفورتیک و بررسی عملکرد آنها در واکنش تولید هیدروژن
    سمیرا یوسف زاده* صفحات 11-17
    در این پژوهش، با به کارگیری امواج فراصوت در یک روش دو مرحله ای، نانوصفحات دی سولفید مولیبدن از بالک آن تهیه گردید و سپس، با روش ساده و عاری از اتصال دهنده الکتروفورتیک در زمان های 20، 60، 120 و 180 دقیقه بر روی پارچه کربنی به عنوان زیرلایه رسانای سه بعدی لایه نشانی گردید. به منظور کنترل آبدوستی، پارچه کربنی آب گریز در زمان های 300 و 800 ثانیه با روش الکتروشیمیایی فعال-سازی شد و زمان فعال سازی بهینه انتخاب گردید. اندازه گیری های الکتروشیمیایی نشان داد که با افزایش زمان لایه نشانی و افزایش نانوصفحات دی سولفید مولیبدن به عنوان ماده الکتروکاتالیست بر روی پارچه کربنی فعال شده، پتانسیل مازاد تولید هیدروژن کاهش می-یابد. الکترود لایه نشانی شده در مدت زمان 180 دقیقه، به چگالی جریان mA/cm2 10- در پتانسیل (vs RHE) V 210/0- رسید و پایداری نسبتا خوبی پس از 900 چرخه از خود نشان داد. براساس نتایج حاصل، لایه نشانی نانوصفحات دی سولفید مولیبدن بر روی پارچه کربنی فعال شده به روش الکتروفورتیک، یک ساختار سه بعدی و عاری از اتصال دهنده برای واکنش تولید هیدروژن پیشنهاد می کند.
    کلیدواژگان: نانوصفحات دی سولفید مولیبدن، پارچه کربنی، پتانسیل مازاد، واکنش تولید هیدروژن
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • مشخصه یابی پوشش های نانوساختار سیستم Ti-Al-C-N ایجاد شده به روش رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک پلاسما
    مهشید رشیدی، مرتضی تمیزی فر*، سید محمدعلی بوترابی صفحات 19-31

    در این تحقیق، پوشش های سرامیکی کربونیترید تیتانیوم آلومینیوم (TiAlCN) با مقادیر مختلفی از آلومینیوم در دمای °C 350 بر زیرلایه های فولاد ابزار گرم کار H13 با استفاده از روش رسوب شیمیایی بخار به کمک پلاسما (PACVD) نشانده شدند. مشخصه یابی پوشش های ایجاد شده با استفاده از آزمایش های پراش پرتو ایکس (GIXRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به آنالیزگر عنصری طیف سنجی پرتو ایکس (EDS)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR)، طیف سنجی رامان،میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) انجام شد. ریزسختی پوشش ها توسط آزمایش ریزسختی سنجی ویکرز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که پوشش ها دارای یک نانوساختار شامل نانو دانه های بلورین fcc- (Ti,Al) N و/یا fcc- (Ti,Al) (C,N)، hcp-AlN و یک فاز کربنی آمورف می باشند. افزایش مقدار آلومینیوم موجود در پوشش از حدود 10 تا حدود 42 درصد اتمی منجر به کاهش زبری سطحی پوشش از 49±151 نانومتر به 27±88 نانومتر به دلیل ایجاد هسته بیشتر از AlN شد. بیشترید مقدار میکروسختی مربوط به پوشش با مقدار آلومینیوم کمتر بود که در حدود HV0.01 3840±40 به دلیل مقدار ناخالصی کلر و فاز hcp-AlN کمتر، بدست آمد.

    کلیدواژگان: پوشش، نانوساختار، TiAlCN، PACVD
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • ارزیابی اثر افزودنی اکسید تالیوم بر ریزساختار و خواص الکتریکی وریستورهای اکسید قلع در کاربرد ولتاژ بالا
    محمد مالکی شهرکی*، مهدی دلشاد چهرمهینی، مهدی عبداللهی صفحات 33-38
    در این تحقیق به بررسی اثر افزودن اکسید تالیوم در درصد های مولی0 ، 1/0 ،25/0 ، 5/0 و 1 بر ریزساختار و خواص الکتریکی وریستورهای بر پایه اکسید قلع در کاربرد ولتاژ بالا پرداخته شده است. نتایج الگوی پراش اشعه ایکس (XRD) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) نشان می دهد که علاوه بر فاز اکسید قلع، فاز ثانویه ای اکسید تالیوم در نمونه های حاوی اکسید تالیوم با درصد مولی بیشتر از 25/0 وجود دارد. با افزودن اکسید تالیوم به وریستور اکسید قلع اندازه متوسط دانه از µm 4 در نمونه بدون افزودنی اکسید تالیوم تا µm 3/2 در نمونه حاوی 1 درصد مولی کاهش می یابد که می تواند ناشی از اثر فاز ثانویه بر کاهش رشد دانه بر اساس سازکار و کار زنر باشد. بهترین خواص الکتریکی غیراهمی در نمونه دوپ شده با 5/0 درصد اکسید تالیوم با جریان نشتی µA/cm2 95 و ضریب غیرخطی (1/15) مشاهده شده است. علاوه براین، میدان الکتریکی شکست در این نمونه در حدود V/mm 532 است. افزودن مقدار بیشتر اکسید تالیوم تاثیر چندانی بر ضریب غیرخطی ندارد اما سبب افزایش ولتاژ شکست بدلیل کاهش اندازه دانه می شود.
    کلیدواژگان: وریستور، اکسید قلع، اکسید تالیوم، خواص الکتریکی
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • بررسی تاثیر افزودنی نانو لوله کربنی و روش سینتر بر ریز ساختار و خواص مکانیکی نانو کامپوزیت Si3N4-CNT Al-
    مسعود علیزاده*، مهسا سلطانی، اصغر کاظم زاده، آیادا فایقی نیا، تورج عباد زاده صفحات 39-48

    در این پژوهش از پودر اولیه آلومینیوم به عنوان فاز زمینه کامپوزیت همراه با ذرات نیترید سیلیسیوم به میزان 5، 10 و 15 درصد وزنی و نانو لوله کربنی با درصد وزنی ثابت (25/0% وزنی) استفاده شد. پودرهای مورد نظر با درصد وزنی مشخص در دستگاه اسپکس با هم مخلوط شدند. سپس یک سری از نمونه های تهیه شده تا دمای 400 درجه سانتی گراد و مدت زمان نگهداری 5 دقیقه به کمک پلاسمای جرقه یی سینتر شدند، همچنین یک سری دیگر از نمونه ها بعنوان نمونه های استحکام توسط پرس تک محور در فشار 250 مگاپاسکال شکل داده شدند و در دماهای 600، 700و 800 درجه سانتیگراد در کوره مایکروویو به مدت یک دقیقه در بستر گرافیت سینتر شدند. نتایج حاصل از ارزیابی نمونه ها، نشان می دهد افزودن ذرات نیترید سیلسیوم به میزان 15 درصد وزنی بدون و به همراه نانو لوله های کربنی موجب افزایش استحکام خمشی کامپوزیت زمینه آلومینیوم درکوره مایکروویو در دمای 700 درجه سانتیگراد به میزان 179 مگاپاسکال و 212  مگاپاسکال به ترتیب، می شود. همچنین استحکام نمونه های سینتر شده توسط پلاسمای جرقه ای در دمای 400 درجه سانتیگراد با ترکیب 15 درصدوزنی نیترید سیلسیوم بدون نانولوله های کربنی و به همراه نانولوله های کربنی به ترتیب 249 و 285 مگاپاسکال بدست آمد. نمونه های سینتر شده با استفاده از روش پلاسمای جرقه یی شده (sps) به دلیل اعمال فشار و دما به صورت همزمان ، ریزساختار همگن تر و چگالی نسبی بیشتری را نسبت به نمونه های سینتر شده در کوره مایکروویو از خود نشان می دهند؛

    کلیدواژگان: کامپوزیت، سیلیکون نایتراید، نانو لوله کربنی، پلاسمای جرقه یی، مایکروویو
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • مطالعه سینتیک واکنش حذف فتوکاتالیستی آلاینده متیل اورانژ از آب در حضور کامپوزیت مغناطیسی Fe3O4-ZnO بر پایه اکسید گرافن
    صدیقه عباسی*، فرشاد فرهبد، محمد ایمانی، علی کروشاوی صفحات 49-55
    در این مطالعه راندمان حذف متیل اورانژ با استفاده از دو نوع فتوکاتالیست مغناطیسی حاوی ZnO در حضور و بدون حضور اکسید گرافن مورد بررسی قرار گرفت. همچنین سینتیک واکنش حذف متیل اورانژ و تاثیر پارامترهای عملیاتی از جمله زمان تابش دهی و کسر وزنی فتوکاتالیست ها با استفاده از روش آماری و آزمون چند دامنه ای دانکن بررسی شد. نتایج حاصل شده نشان داد راندمان حذف متیل اورانژ تحت تاثیر زمان تابش دهی و کسر وزنی فتوکاتالیست می باشد به طوری با افزایش این دو پارامتر، میزان حذف متیل اورانژ نیز افزایش می یابد. سینتیک واکنش تجزیه با استفاده از هر دو نوع فتوکاتالیست منطبق بر سینتیک واکنش شبه درجه اول می باشد و سرعت تجزیه متیل اورانژ با استفاده از فتوکاتالیست حاوی اکسید گرافن بیشتر از فتوکاتالیست فاقد اکسید گرافن می باشد. بررسی آماری تاثیر زمان تابش دهی و کسر وزنی فتوکاتالیست با استفاده از آزمون چند دامنه ای دانکن نشان می دهد هر دو پارامتر دارای تاثیر معنی داری بر روی حذف متیل اورانژ می باشند.
    کلیدواژگان: اکسید گرافن، نانوذرات ZnO، سینتیک واکنش، راندمان حذف
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • سنتز نانوذرات اکسید منگنز به روش تجزیه حرارتی
    اکبر اسماعیل نژاد*، علی زمانیان، مسعود مظفری صفحات 57-65
    در این پژوهش نانوذرات اکسید منگنز (MnO) از طریق فرآیند تجزیه حرارتی ترکیبات ارگانومتالیک سنتز شد. برای سنتز نانوذرات MnO از پیش ماده ی ارگانومتالیک استیل استونات منگنز استفاده شد. تاثیر سورفکتانت های اولییک اسید و اولییل آمین و حلال های دی بنزیل اتر و اکتادسن بر روی اندازه و مورفولوژی نانوذرات بررسی شد.همچنین اثر نرخ حرارت دهی °C/min2 و °C/min20 بر رشد نانوذرات اکسید منگنز بررسی شد. جهت شناسایی فاز و ساختار کریستالی ازآنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) و برای تعیین اندازه و مورفولوژی ذرات از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی FESEM)) استفاده شد. نتایج مربوط به سنتز نانوذرات اکسید منگنز نشان داد که بهترین شرایط به منظور دستیابی به نانوذرات با کوچک ترین اندازه و مورفولوژی یکنواخت مربوط به نرخ حرات دهی 20 درجه بر دقیقه، حلال دی بنزیل اتر و سورفکتانت اولییک اسید است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که اندازه ی ذرات حدودآ 10 تا 20 نانومتر بوده که دارای مورفولوژی کروی می باشند.
    کلیدواژگان: نانوذرات، MnO، تجزیه حرارتی، سنتز
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • سنتز و مشخصه یابی ماده LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 به عنوان کاتد در باتری های لیتیم یون و بررسی اثر دمای کلسیناسیون بر رفتار الکتروشیمیایی کاتد
    علی ببرزاده، رضا ریاحی فر*، بابک رئیسی، میلاد قربانزاده صفحات 67-76
    ماده کاتدی LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 به روش حالت جامد و با استفاده از کربنات لیتیم، اکسید نیکل، دی اکسید منگنز و اکسید کبالت به عنوان مواد اولیه سنتزشد. همچنین از سه دمای عملیات حرارتی 800، 850 و 900 درجه سانتی گراد جهت بررسی تاثیر دما بر سنتز ماده کاتدی استفاده شد. نتایج تفرق اشعه ایکس نشان داد که ماده سنتز شده در دماهای 800 و 850 درجه سانتی گراد بدون ناخالصی بوده و در دمای 900 درجه سانتی گراد پیک ناخالصی مشاهده می شود. همچنین نسبت شدت پیک صفحات (003) به (104) به عنوان معیاری مهم برای اختلاط کاتیونی، برای نمونه سنتز شده در دمای 850 درجه سانتی گراد به عنوان نمونه بهینه 34/1 به دست آمد. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی برای دماهای 800 و 850 درجه سانتی گراد مورفولوژی یکنواخت با میانگین اندازه ذرات 5/0 و 7/0 میکرومتر نشان داد. اما نمونه سنتز شده در دمای 900 درجه سانتی گراد مورفولوژی یکنواختی نداشته و میانگین اندازه ذرات این نمونه 5/1 میکرومتر به دست آمد. آزمون EDX تمامی نمونه ها را عاری از هر گونه ناخالصی نشان داده و همچنین تنها نمونه سنتز شده در دمای 850 درجه سانتی گراد را دارای نسبت مولی مورد انتظار نشان داد. آزمون شارژ و تخلیه در ولتاژ 5/2 تا 3/4 با نرخ جریان C1/0 برای نمونه سنتز شده در دمای 850 درجه سانتی گراد ظرفیت تخلیه mAh/g 15/147 نشان داد. همچنین بعد از 30 سیکل %4/88 ظرفیت حفظ شد.
    کلیدواژگان: سنتز حالت جامد، ماده کاتدی، باتری لیتیم یون، ساختار لایه ای
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
|
  • Optimization of Li-Excess content on the performance of Lix(Ni0.3Mn0.5Co0.2)O2 cathode materials in Li-ion battery
    Ali Kaflou *, Ahad Tolouei, Khatiboleslam Sadrnezaad Pages 1-10

    In this study, the effect of excess lithium content on lithiated cathode in lithium ion battery and non-stoichiometric state has been investigated. For this purpose, the precursor was compounded with co-precipitation synthesized Ni0.3Mn0.5Co0.2 and subsequently lithiated with different amounts of LiOH to investigate the effect of excess lithium content on the Lix (Ni0.3Mn0.5Co0.2) O2 cathode. The results of ICP, XRD and SEM analysis showed that the samples were well synthesized and the compositions were layered and the particle size in the samples was less than 10 microns. The results of battery charge-discharge tests for all three samples at 0.5-5C showed that the sample of Li1.5 (Ni0.3Mn0.5Co0.2) O2 had the best electrochemical performance; such that at 1C discharge rate its capacity 200mAh/g and after 30 cycles, its capacity reached 138mAh/g at 5C discharge rate. The impedance analysis (EIS) revealed that the sample of Li1.5 (Ni0.3Mn0.5Co0.2) O2 had the lowest internal resistance. Finally, it can be concluded that increasing the amount of excess lithium has the optimum value for improving the battery performance, so that in non-stoichiometric mode, the increase of lithium up to Li1.5 is associated with improved performance and above this level will result in reduced battery performance.

    Keywords: Lithium ion battery, Cathode active material, NMC, Co-precipitation process, Li-Excess
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Deposition of Molybdenum disulfide nanosheets on carbon cloth by electrophoretic method and their performance in hydrogen evolution reaction
    Samira Yousefzadeh * Pages 11-17
    In this study, using ultrasound waves in a two-step method, molybdenum disulfide nanosheets were prepared from its bulk and then, deposited by a simple and binder free electrophoretic method at times of 20, 60, 120 and 180 min on carbon cloth as a three-dimensional conductive substrate. In order to control hydrophilicity, hydrophobic carbon cloth was activated electrochemically at 300 and 800 s and optimum activation time was selected. The electrochemical measurements showed that by increasing the deposition time and increasing the amount of molybdenum disulfide nanosheets as an electrocatalyst material on the activated carbon cloth, the hydrogen evolution overpotential decreased. The deposited electrode at time of 180 min reached to current density of -10 mA/cm2 at potential of -0.210 V (vs RHE) and showed relatively good stability after 900 cycles. Based on the obtained results, the deposition of molybdenum disulfide nanosheets on the activated carbon cloth by electrophoretic method offers a three-dimensional and binder free structure for the hydrogen evolution reaction
    Keywords: Molybdenum disulfide nanosheets, Carbon cloth, Overpotential, Hydrogen evolution reaction
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Characterization of nanostructure coatings of Ti-Al-C-N system deposited using Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition
    Mahshid Rashidi, Morteza Tamizifar *, Seyyed MohammadAli Boutorabi Pages 19-31

    In this study, titanium aluminium carbonitride (TiAlCN) ceramic coatings with different amount of Al were deposited at 350 °C on H13 hot work tool steel substrates, using pulsed-DC plasma assisted chemical vapor deposition method. Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), glancing incidence X-ray diffraction method (GIXRD), transmission electron microscopy (TEM), Raman spectroscopy, field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and SEM and atomic force microscopy (AFM) were applied for characterizing of the coatings. Microhardness test utilized for evaluating of microhardness of the coatings. The coatings showed a nanostructure consisted of fcc-TiAlN and hcp-AlN nanocrystalline grains and an amorphous carbon phase. Increasing the amount of Al from ~10 to ~42 at.% led to a decrease of the surface roughness of the coating from 151±49 to 88±27 nm, due to the creation of more nuclei of AlN. Coating with the less amount of Al (~10 at.%) presented the highest microhardness of about 3840 HV0.01,due to the less amount of chloride impurity and hcp-AlN phase.

    Keywords: coating, Nanostructure, TiAlCN, PACVD
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • The study of Tl2O3 addition on microstructure and electrical properties of high-voltage SnO2 varistors
    Mohammad Maleki Shahraki *, Mehdi Delshad Chermahini, Mehdi Abdollahi Pages 33-38
    In this research, the effects of various molar amounts of Tl2O3 addition (x= 0, 0.1, 0.25, 0.5, and 1.0) on microstructure and electrical properties of high-voltage SnO2 varistors were investigated. According to XRD and FE-SEM results, the presence of Tl2O3 was detected as secondary phase in samples which their x values are higher than 0.25. By Tl2O3 addition from 0 to 1%, the grain size decreased from 4 µm to 2.3 µm which it is resulted from a grain growth suppression induced by secondary phase based on Zener mechanism. The best non-Ohmic properties with the nonlinear coefficient of 15.1 and the leakage current density of 95 µA/cm2 were observed in samples doped with 0.5% Tl2O3. Furthermore, the breakdown electric field of this sample was 532 V/mm. Further addition of Tl2O3 had no considerable effect on nonlinearity of samples, but it increased the breakdown electric field of samples through the reduction in grain size.
    Keywords: Varistor, SnO2, Tl2O3, Electrical properties
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Investigation of addition of CNT and Sintering Process on microstructure and mechanical properties of Al-Si3N4-CNT nano Copmposite
    M.Alizadeh*, M.Soltani, A. Kazemzadeh, A. Faeghinia, T. Ebadzadeh Pages 39-48

    In this research, we investigated the effect of addition of carbon nanotube (CNT) and sintering processes on mechanical properties of Al- Si3N4 composites. For this purpose difference samples including 5, 10and 15 wt% of Si3N4 with and without 0.25 wt% CNT were fabricated. Samples were sintered via microwave and spark plsma sintering (SPS) methods. Sintering of samples were done at 400°C and 600, 700, 800 °C for spark plasma sinterng process and microwave, respectively. The results showed that the bending strength of samples including 15% Si3N4 with and without CNT that sintered in microwave have maximum value 179 MPa and 212 MPa respectively. Also the bending strength of samples including 15% Si3N4 with and without CNT that sintered in SPS have maximum value 249 MPa and 285 MPa respectively and these samples have higher density than other samples.Also, results showed that the samples that sintered in sps had maximum density and uniformity structure.

    Keywords: Composite, Si3N4, CNT, SPS, Microwave
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • The study of kinetic reaction of the photocatalytic elimination of methyl orange in the presence of magnetic composite of Fe3O4-ZnO based on graphene oxide
    Sedigheh Abbasi *, Farshad Farahbod, Mohammad Imani, Ali Koroushavi Pages 49-55
    The removal efficiency of methyl orange using two kinds of magnetic photocatalysts containing ZnO in the presence and absence of graphene oxide is investigated. Meanwhile, the kinetic of removal reaction of methyl orange, the effect of operational parameters such as irradiation time and weight fraction of photocatalysts based on statistical method and Duncan’s multiple range test are studied. The removal efficiency of methyl orange using both of the applied photocatalysts is affected by irradiation time and weight fraction of photocatalyst. So that the enhancement of these two parameters leads to the increment of removal efficiency of methyl orange. The results show that the kinetic reaction is pseudo first order. The rate of reaction using photocatalyst containing graphen oxide is higher than that of without it. The results of statistical analysis based on Duncan’s multiple range test reveals that both of the studied parameters have significant influence on the removal efficiency of methyl orange.
    Keywords: graphene oxide, ZnO nanoparticles, Kinetic of reaction, Removal Efficiency
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Synthesis of MnO nanoparticles by thermal decomposition method
    Akbar Esmaeilnejad *, Ali Zamanian, Masoud Mozafari Pages 57-65
    In this study, manganese oxide nanoparticles were synthesized by thermal decomposition process using organometallic compounds. Manganese acetylacetonate precursor was used for synthesis of MnO nanoparticles. The effect of oleic acid and oleylamine surfactants and dibenzyl ether and octadecene solvents on the size and morphology of the synthesized nanoparticles was studied. The effect of different heating rate of of 2 ◦C/min and 20 ◦C/min on the size and morphology of the synthesized nanoparticles was also investigated. X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FESEM) analysis was used to evaluate the phase and morphology of the synthesized MnO nanoparticles. The results showed that the best conditions for achieving the smallest nanoparticles with uniform size and morphology was the heating rate of 20 °C/min, dibenzyl ether solvent and oleic acid surfactant. The results showed that the size of the MnO nano particles was about 10 to 20 nm with spherical morphology.
    Keywords: Nanoparticles, MnO, Thermal decomposition, Synthesis
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Synthesis and characterization of LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 as a cathode material for lithium ion batteries and investigating the effect of calcination temperature on electrochemical performance of cathode
    Ali Babrzadeh, Reza Riahifar *, Babak Raeisi, Milad Ghorbanzaedh Pages 67-76
    In this study, LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 cathode material was synthesized by solid-state reaction. Li2CO3, NiO, Co3O4, and MnO2 were used as starting materials. In order to study the influence of heat treatment temperature on cathode synthesis, three heat treatment temperature 800, 850 and 900 ℃ were used. X-ray diffraction and scanning electron microscope equipped with EDX were utilized for sample characterizing. The efficiency of produced batteries was evaluated by charge-discharge tests. XRD results showed no impurity in the powders which synthesized in 800 ℃ and 850 ℃, however in 900 ℃ the impurity was detected. The intensity ratio of I003/I104 was used as a standard for degree of cation mixing. This parameter was 1.34 for the sample synthesized in 850 ℃. SEM analyzes reveal that samples which synthesize in 800 ℃ and 850 ℃ have homogeneous morphology with the average particles size of 0.5 and 0.7μm. However, the sample which synthesizes in 900 ℃ does not have homogeneous morphology and its average particle size is 1.5μm. The charge-discharge test in a voltage range 2.5-4.3 V and current rate 0.1C showed that the sample which synthesized in 850 ℃ had a discharge capacity of 147.15mAh/g and also this sample could save 88.4% of its capacity after 30 cycles.
    Keywords: solid state synthesis, cathode material, Lithium ion battery, layer structure
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian