فهرست مطالب

نانو مقیاس - سال هفتم شماره 4 (پیاپی 28، زمستان 1399)

فصلنامه نانو مقیاس
سال هفتم شماره 4 (پیاپی 28، زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/10/01
  • تعداد عناوین: 14
|
  • محمد مصلح، ملیحه رنجبران، سیده مهری حمیدی* صفحات 1-8

    امکان محصور کردن نور در ابعاد نانو در ساختارهای پلاسمونی، اثرهای منحصربه فردی از جمله تقویت برهم کنش های نور-ماده را به همراه دارد. از این تقویت می توان به خوبی در سامانه های تشدیدی جفت شده اتمی-پلاسمونی بهره گرفت. در چنین سامانه جفت شده ای، تشدید پلاسمونی پهن در مقابل تشدید اتمی باریک قرار گرفته و امکان طیف نگاری بازتابی با قابلیت تفکیک ترازهای اتم را فراهم می سازد. در این مقاله، با مدل سازی طیف بازتابی از لایه نازک طلا در مجاورت بخار فلز قلیایی روبیدیوم در هندسه کرشمن، تغییر شکل خطوط جذبی در طیف ترازهای ساختار فوق ریز اتم بررسی شد. با تنظیم زاویه نور فرودی به نحوی که بتوان فرکانس تشدید مد پلاسمون-پلاریتون را نسبت به فرکانس خطوط جذب تشدیدی اتم تغییر داد، پدیده های گذار القایی و همچنین، تشدید فانو در طیف بازتاب به روشنی مشاهده شد.

    کلیدواژگان: برهم کنش تشدیدی اتمی-پلاسمونی، اتم روبیدیوم، مدل سه لایه ای، روابط فرنل، گذار القایی، تشدید فانو
  • احسان دالوند، زینب پورقبادی* صفحات 9-17

    رنگ های آلی یکی از مهم ترین آلاینده های آلی موجود در پساب صنایع هستند که باعث مشکلات فراوان محیط زیستی می شوند. از این رو، حذف و اندازه گیری رنگ ها از فاضلاب های آبی از لحاظ محیط زیستی، بسیارمهم است. هدف مطالعه حاضر، بررسی قابلیت کاربرد نانوذرات کبالت فریت (CoFe2O4) پوشش داده شده روی کربن فعال ((CA-CoFe2O4، به منظور حذف رنگ کریوزیودین جی در نمونه های آب است. در این پژوهش، نخست نانوچندسازه تهیه شده سپس ویژگی های آن با استفاده از طیف میکروسکوپ الکترونی SEM و آنالیز طیف سنجی تفکیک انرژی EDS بررسی شد. در این مطالعه، در محیط آبی نانوذرات به وسیله اولتراسونیک برای آسان شدن پراکندگی جاذب، پراکنده شده است. کبالت فریت- کربن فعال CA-CoFe2O4حاوی رنگ های استخراج شده به وسیله سانتریفیوژ از نمونه آبی جدا شدند. غلظت های باقی مانده از رنگ کریوزیودین جی به وسیله دستگاه فرابنفش - مریی UV-Vis اندازه گیری شد. تاثیر فاکتورهای گوناگون همانند pH محلول و مقدار جاذب، غلظت اولیه رنگ کریوزیودین جی، روی مقدار حذف رنگ کریوزیودین جی با CA-CoFe2O4 موردبررسی قرار گرفت. نتیجه های تجربی نشان داد که فرایند جذب با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم و رفتار جذب با مدل فرندلیچ مطابقت دارد. همچنین، ظرفیت جذب این رنگ 57/28 میلی گرم برگرم به دست آمد.

    کلیدواژگان: کریوزیودین جی، جذب سطحی، CA-CoFe2O4، نانو چندسازه، حذف رنگ
  • فاطمه دوست حسینی، عباس بهجت*، حمیدرضا محسنی صفحات 18-25

    : یکی از راه های بهبود بازده و پایداری سلول های خورشیدی پروسکایتی، مهندسی سطح ها و کنترل ریخت شناسی لایه پروسکایت است که به شدت روی عملکرد فتوولتاییک سلول تاثیر می گذارد. یکی از این راه ها استفاده از روش سنتز و لایه نشانی مناسب برای دست یابی به لایه با کیفیت است. در این کار، چهار روش بهینه شده (S1: روش دو مرحله ای بر پایه محلول، S2: روش تک مرحله ای با ضد حلال، S3: روش تک مرحله ای بدون ضد حلال، و S4: روش تلفیقی محلول به کمک تبخیری) برای سنتز پروسکایت ترکیبی CH3NH3PbI3-XClX به کار برده شده است. از بررسی عملکرد سلول های ساخته شده، دینامیک انتقال بار و ریخت شناسی سطح پروسکایت می توان نتیجه گرفت که روش S4 موجب سنتز لایه پروسکایت فشرده و بدون نقص با پوشش سطح عالی است و بهترین عملکرد را در مقایسه با سایر روش ها نشان می دهد (با چگالی جریان mA/cm2 70/13 ، ولتاژ مدار بازVolt  1، فاکتور پرشدگی 63/0 و بازده 82/8 %). اما از نظر تجاری سازی و اقتصادی روش S3 به مواد و انرژی کمتری نیاز دارد و مقرون به صرفه تر است.

    کلیدواژگان: پروسکایت، ریخت شناسی، نواقص سطح، مراکز بازترکیب بار، دینامیک انتقال بار
  • مصطفی شعبانلو، سید محمدحسین خلخالی*، علی غیاسوند صفحات 26-32

    در این پژوهش، نانوذرات اکسید آهن با استفاده از روش هم رسوبی سنتز شدند. به دنبال آن توسط حل کردن نانوذرات در تولوین و کاهش حلالیت آن ها با استفاده از استون به عنوان پاد حلال، اندازه های متفاوتی از نانوذرات اکسید آهن انتخاب و جدا شدند. پس از جداسازی نانوذرات با اندازه های متفاوت، ساختار نواری آن ها توسط طیف شناسی نورتابی (فتولومینسانس) بررسی شدند. برای تعیین فاز و ساختار نانوذرات اکسید آهن از پراش پرتوی ایکس و برای بررسی اندازه نانوذرات از آنالیز پراش نور پویا و تصویربرداری میکروسکوپ الکترون عبوری استفاده شد. نتیجه های به دست آمده قابلیت جداسازی نانوذرات اکسید آهن را تا 3 نانومتر تایید می کنند و همچنین نتیجه های طیف سنجی فتولومینسانس انتقال بیشینه گسیل را به سمت طول موج های بلندتر، توسط کاهش اندازه نانوذرات اکسید آهن را نشان می دهند.

    کلیدواژگان: اکسیدآهن، جداسازی اندازه، فتولومینسانس، پاد حلال
  • سوسن منصوری، محمدرضا فدوی اسلام* صفحات 33-41

    در این پژوهش نانوذرات نیم رسانای اکسیدقلع آلاییده با آهن با نسبت مولی آهن به قلع 0، 1، 2 و 3 درصد به روش مایکروویو سنتز شدند. ساختار بلوری، ریخت شناسی سطح، پیوندهای شیمیایی و ویژگی های نوری نمونه ها به وسیله پراش سنج پرتوایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی اثر میدان (FESEM)، طیف سنج تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) و طیف سنجی (UV-vis) مطالعه شده است. آنالیز عنصرها به وسیله طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتوایکس (EDAX) انجام شد. نتیجه های پراش پرتوایکس نشان داد که نمونه ها بس بلور بوده و دارای قله های ارجح مربوط به صفحات (110)، (101)، (200)، (211)، (220)، (002)، (310)، (112) و (301) فاز SnO 2 با ساختار چهارگوشه روتیل هستند. افزایش تراکم ناخالصی آهن از صفر به سه درصد، سبب کاهش اندازه متوسط نانوبلورک ها از 53 / 23 به nm 03 / 11، کاهش اندازه دانه ها از 37 به nm 28 و افزایش حجم سلول واحد از 61 / 70 به  40 / 71 و گاف نوری از 13 / 3 به eV 2 / 4 می شود. نتیجه های آنالیز FTIR پیوند SnO 2 را در نمونه ها تایید می کند. بررسی ویژگی های حس گری گاز اتانول به وسیله نمونه ها نشان داد که زمان پاسخ حس گرها در گستره 75 / 15 تا s 85 / 38 هست. حس گر ساخته شده با نانوذرات با تراکم یک درصد آهن شرایط بهینه حس گری را از خود نشان داد.

    کلیدواژگان: نانوذرات اکسیدقلع، ناخالصی آهن، مایکروویو، حس گری گازی، اتانول
  • سعید یوسفی نژاد* صفحات 42-54

    نانولوله های کربنی به عنوان یکی از معروف ترین دسته از نانو ترکیب های کربنی کاربردهای گوناگونی در حوزه های متفاوت علوم و صنعت از جمله کاربردهای فتوولتاییک مانند سلول های خورشیدی و تقویت ترکیب ایده آل در چندسازه ها دارند. در برخی کاربردهای این نانولوله ها نیاز است که این ترکیب ها در فاز محلول مورداستفاده قرار گیرند. ازاین رو، انتخاب حلال مناسب برای پراکنده کردن این ترکیب ها اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش با استفاده از روش ارتباط کمی ساختار-خاصیت، مدلی ارایه شده است که ازیک طرف در پیشگویی مقدار پراکندگی نانولوله های کربنی تک دیواره در حلال های گوناگون مرسوم کمک می کند و از طرف دیگر ویژگی های موثر در پراکنده سازی این ترکیب ها را مشخص می کند. براساس نتیجه ها، مدل خطی چندگانه به دست آمده شامل 5 توصیف کننده بود که ضریب همبستگی در سری آموزش، ارزیابی متقاطع و سری آزمون به ترتیب برابر با 84/0، 91/0 و 92/0 به دست آمد که نشان دهنده کارایی مدل ارایه شده است. برهم کنش های احتمالی نانولوله کربنی- حلال به دست آمده از مدل ساختار- پراکندگی پیشنهادی می تواند به منظور انتخاب حلال های مناسب برای تهیه محلول (پراکندگی) نانولوله های کربنی تک دیواره به کار رود.

    کلیدواژگان: پراکندگی، نانولوله کربنی، اثر حلال، مدل سازی، برهم کنش حلال- نانوساختار
  • بهنام دره زرشکی، حسین مختاری*، فاطمه استواری صفحات 55-59
    در این پژوهش، گرافن با روش هامر ساخته شده و کلویید آن در غلظت های متفاوت تهیه و با آنالیزهای پراش پرتو X، طیف سنجی فروسرخ و رامان و همچنین تصویرهای میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری موردبررسی قرار گرفت. بعد از آن کلوییدهای گرافن تهیه شده با استفاده از اسید فلویوریک بر روی فیبر نوری خورده شده، لایه نشانی شد. تغییرات اختلاف نسبی میرایی (RDA)1 در دو طول موج استاندارد مخابراتی (1310nm , 1550nm) برحسب تغییرات رطوبت نسبی (RH) برای دو ضخامت متفاوت فیبر نوری تک مد مخابراتی (mµ 72 و 43) موردبررسی قرار گرفت.  نتیجه های آزمون تغییرات اختلاف نسبی میرایی نشان می دهند که هرچه غلظت تک صفحه ای های گرافن نسبت به چندصفحه ای های آن بیشتر باشد توان حسگری رطوبت با استفاده از فیبر نوری نازک شده و لایه نشانی شده با گرافن، بالاتر می رود. همچنین ضخامت mµ 43 از فیبر نوری خورده شده بهترین حساسیت را نسبت به دیگر ضخامت ها داشت.
    کلیدواژگان: فیبر نوری، حسگر نوری رطوبت، گرافن، حساسیت پذیری، تکرارپذیری
  • محسن سلیمی، سید محمدرضا میلانی حسینی* صفحات 60-68
    برای نظارت بر کیفیت هوا و کاربردهای پزشکی، نانوذرات نیمه هادی اکسید- فلز گزینه ای مطلوب و حساس برای تشخیص مقدارهای کم گازها هستند. در این مقاله، ما چهار ویژگی تجزیه ای: حد تشخیص، دامنه قابل اندازه گیری، دقت (تکرارپذیری) و سرعت پاسخ، حس گر گاز اتانول ساخته شده با نانولوله ی ZnO را موردبررسی قرار داده ایم. نانولوله ی ZnO با یک روش سریع الکتروشیمیایی و در مدت 40 دقیقه سنتز و برای ساخت حس گر استفاده شد. پاسخ حس گر گاز براساس نسبت تغییرات مقاومت الکتریکی حس گر در حضور نمونه های گازی به مقاومت الکتریکی آن در هوا مورد بررسی قرار گرفت. مطالعه های ویژگی های تجزیه ای حس گر با حد تشخیص ppm 5/6 و ضریب همبستگی بالای 9998/0 برای منحنی کالیبراسیون، انحراف استاندارد نسبی 52/0 و سرعت احیای بسیار سریع 20 ثانیه ای، نشان از حساسیت، تکرارپذیری و سرعت پاسخ مناسب حس گر ساخته شده است.
    کلیدواژگان: حس گر مقاومتی گاز، ترکیب های فرار آلی، اتانول، اکسیدروی، نانولوله
  • سید مسعود حسینی، لیلا ناجی*، زهرا فخاران صفحات 69-79

    در این پژوهش، نانوچندسازه اکسیدگرافن احیاشده/پلاتین نانوستاره (NS) rGO/Pt به عنوان ماده ای جدید برای قرارگیری در لایه انتقال حفره سلول خورشیدی پلیمری و جایگزینی برای پلی (3، 4-اتیلن دی اکسی تیوفن): پلی (استایرن سولفونیک اسید) PEDOT:PSS معرفی شده است. نانوچندسازه (NS) rGO/Pt با روش کریستالیزاسیون درجا و با استفاده از فرمیک اسید و بخار اتیلن گلیکول به عنوان احیاکننده سنتز شده است. ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و الکتروشیمیایی نانوچندسازه (NS) rGO/Pt با استفاده از روش های IR-FT، XRD ،TEM، EIS، CV و V-J موردبررسی قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده در این پژوهش نشان داد نانوچندسازه (NS) rGO/Pt با مقاومت انتقال بار Ω 138 به نسبت PEDOT:PSS با مقاومت انتقال بار Ω 208مقاومت انتقال بار کمتری داشته است. همچنین، تراز فرمی نانوچندسازه rGO/Pt (NS) به نسبت PEDOT:PSS سد انرژی کمتری برای انتقال حفره ها ایجاد می کند که درمجموع این دو عامل باعث بهبود جریان مدار باز به میزان 13 %و کارایی سلول خورشیدی پلیمری ساخته شده با لایه انتقال حفره rGO/Pt (NS)به میزان 18%  نسبت به سلول خورشیدی پلیمری ساخته شده با لایه انتقال حفره PEDOT:PSSشده است.

    کلیدواژگان: سلول خورشیدی پلیمری، لایه انتقال حفره، اکسید گرافن، نانوچندسازه اکسید گرافن احیاشده، پلاتین نانوستاره
  • فرزانه آزادی، افشین پوراحمد*، شبنم سهراب نژاد، محمد نیک پسند صفحات 80-88

    زیولیت Y، MIL-53 و نانوکامپوزیت زیولیت - MOF سنتز شد. نمونه های سنتز شده با استفاده از پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری موردبررسی و شناسایی قرار گرفتند. در الگوی پراش نانوچندسازه زیولیت Y - پلیمر کویوردیناسیونی نانومتخلخل IL-53M پیک های پراشی که فقط به زیولیت و همچنین پلیمر کویوردینانسی اختصاص دارد، مشاهده شد. با توجه به نتیجه میکروسکوپ الکترنی عبوری نانوچندسازه، مشخص شد که این ترکیب با ساختار هسته - پوسته سنتز شده است و در این تصویر دو ناحیه دیده می شود. یک ناحیه تاریک مربوط به زیولیت Y با قطری حدود 500 نانومتر و یک قسمت روشن با متوسط قطری حدود 60 نانومتر که مربوط به ترکیب MOF است. نتیجه های EDX نمونه نانوچندسازه زیولیت Y - پلیمر کویوردیناسیونی نانومتخلخل IL-53M نشان می دهد که نانوچندسازه شامل همه عنصرهای تشکیل دهنده لازم است. عنصرهای O، C ، Al ، Na  و Si به طور همگن در آن توزیع شده اند. در این پژوهش، ویژگی های ضدباکتری نمونه های تهیه شده به روش تعیین حداقل غلظت ممانعت کننده از رشد و انتشار از دیسک، در مقایسه با آنتی بیوتیک های استاندارد، علیه باکتری های (گرم منفی) اشرشیاکلی و سودوموناس آیروژینوزا و (گرم مثبت) استافیلوکوکوس اوریوس موردبررسی قرار گرفت. نانوچندسازه فعالیت ضدباکتری با حداقل غلظت مهارکنندگی g/mlµ 55 را در مقابل باکتری های اشرشیاکلی، سودوموناس آیروژینوزا و  استافیلوکوکوس اوریوس نشان داد.

    کلیدواژگان: چارچوب فلز-آلی، نانومتخلخل، زئولیت، ضدباکتری
  • مریم هاشمی، سید محمدباقر قریشی، فریبا تاج آبادی*، نیما تقوی نیا صفحات 89-98

    لایه جاذب، قلب یک سلول خورشیدی است که در عملکرد آن نقش مهمی ایفا می کند. در سال های اخیر Cu(In,Ga)Se2 به عنوان لایه جاذب در سلول های خورشیدی کلکوژنی بسیار موردتوجه بوده است. در این پژوهش از روش لایه نشانی ارزان، سریع و با قابلیت تجاری اسپری گرماکافت به منظور ساخت لایه های CISeاستفاده شده است. سپس تاثیر زمان غوطه وری نمونه ها در محلول حاوی سدیم بر ویژگی های الکتریکی، نوری، ساختاری و ریخ شاسی لایه های اسپری شده بررسی و مقدار بهینه سدیم در ساختار معرفی شده است. آنالیزهای انجام شده برای بررسی ویژگی های مذکور، شامل الگوی پراش پرتوایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM) با قابلیت آنالیز عنصری (EDS)، طیف سنجی عبوری (UV-Vis)، آنالیز الکتروشیمیایی موت شاتکی و اندازه گیری منحنی جریان- ولتاژ در تاریکی بوده است. نتیجه ها نشان می دهد که تغییر زمان غوطه وری در محلول و در نتیجه مقدارسدیم در ساختار، بر بلورینگی و ویژگی های ریخت شناسی لایه ها اثرگذار است. لایه های به دست آمده از زمان غوطه وری 15 دقیقه در مقایسه با زمان های 5 و 10 دقیقه ریزدانه تر بوده و در تصویرهای سطح مقطع عرضی نیز متخلخل هستند. درحالی که بهترین بلورینگی و بیش ترین تحرک پذیری حفره (cm2/V.s1-10 ~) برای نمونه با زمان غوطه وری 10 دقیقه به دست آمده است. با وجود آن که، همه لایه ها دارای رسانایی نوع p هستند، چگالی حامل های پذیرنده با نفوذ سدیم در ساختار از 1019~تا cm-3 1017 ~ تغییر کرده است. اگرچه، سطح های انرژی ساختار نواری با تغییر زمان غوطه وری تغییر قابل مشاهده ای نمی کند. البته با تغییر زمان غوطه وری گاف انرژی مستقیم از 38/1 تا eV 41/1 تغییر کرده است. به طوری که پهن شدگی گاف انرژی با مقدار eV 41/1 برای مقدار بهینه سدیم با زمان غوطه وری 10 دقیقه قابل مشاهده است. به طورکلی با توجه به نتیجه های به دست آمده از این پژوهش می توان با بهره گیری از مقدارهای بهینه شده سدیم در ساختار سلول خورشیدی از لایه CISe:Na در ساختارهای متفاوت اپتو الکترونیکی بهره برد.

    کلیدواژگان: CuInSe2، لایه جاذب، سلول خورشیدی نانو ساختار، اسپری گرماکافت، غوطه وری
  • بهاالدین رشیدزاده، صغرا فتحعلی پور*، غزل رزمیان صفحات 99-109

    فوتوکاتالیزور Ag/ZnO مغناطیسی بر پایه بنتونیت  (ZnO/BentoniteAg/Fe3O4/) به روش سبز سنتز و با فن های متفاوت XRD، IRFT-، -EDAXSEM و VSM شناسایی شد. برای سنتز این نانوچندسازه، نخست نانوذرات Zno در بستر بنتونیت به روش سبز در حضور عصاره مرزن جوش سنتز شد و سپس نانوذرات Fe3O4 و Ag در بستر ZnO/Bentonite، تهیه شدند. نانوچندسازه تهیه شده ویژگی فوتوکاتالیستی بالایی در تجزیه رنگ های متیلن بلو (MB) و اریوکروم بلک تی (EBT) در حضور نور خورشید از خود نشان داد و سینتیک تجزیه رنگ های MB و EBT از مدل لانگمور- هینشلوود تبعیت کرد. از طرف دیگر تجزیه رنگ ها و کاهش وزن نانوچندسازه بعد از پنج بار آزمایش خیلی پایین بود و این نشان دهنده این است که نانوچندسازه مغناطیسی سنتز شده دارای پایداری بالا بوده و به راحتی بازیابی می شود.

    کلیدواژگان: بنتونیت، اریوکروم بلک تی، فوتوکاتالیست، متیلن بلو، ZnO
  • محمدحسین فکری*، مریم رضوی مهر، سمانه عیسی نژاد محمره، مژگان یاری صفحات 110-121

    در این پژوهش، با استفاده از ضایعات گیاه کتان کربن استخراج و عملیات فعال سازی کربن تهیه شده، با استفاده از هیدروکسید پتاسیم انجام شد. برای مغناطیسی کردن کربن فعال تهیه شده از نانوذرات مغناطیسی Fe3O4به روش درجا استفاده شد. از کربن فعال مغناطیسی (MGAC) برای حذف آنتی بیوتیک سفکسیم به کار گرفته شد. نتیجه ها نشان داد که کربن فعال مغناطیسی در ابعاد نانوتشکیل شده است و دارای سطح ویژه شده 23/112 مترمربع بر گرم است که عددی مطلوب و قابل قبول است. برای بهینه سازی عامل های مهم در جذب سفکسیم روی جاذب کربن فعال مغناطیسی از طراحی آزمایش به وسیله ی نرم افزار Design Expert 7 و به کمک روش Response Surface استفاده شد. نخست یک پیش طراحی به کمک روش تاگوچی انجام شد که نتیجه ها نشان داد که دو عامل غلظت اولیه جذب شونده و زمان تماس تاثیر چندانی بر مقدار جذب ندارند که از آن ها صرف نظر شد. سپس به کمک روش باکس-بکمن تاثیر سه عامل موثر pH، مقدار جاذب (کمترین مقدار ممکن) و دما بررسی شد که مقدارهای بهینه آن ها به ترتیب 2، 02/0 گرم و 85 درجه سانتی گراد به دست آمد که با لحاظ کردن این مقدارها، بهینه مقدار جذب دارو توسط جاذب برابر با 33/95 درصد است.

    کلیدواژگان: نانوکربن فعال مغناطیسی، سفکسیم، دانه کتان، روش سبز، طراحی آزمایش
  • فواد مصطفی نژاد، نوشین سجادی*، رضا مرندی، بهروز مجیدی صفحات 122-133
    در این پژوهش از نانو ساختارهای کربنی به عنوان جاذب استفاده شده است. به این منظور گرافن اکسید به روش هامر ساخته شد، و اکسیداسیون گرافیت و لایه لایه شدن آن به وسیله پرمنگنات پتاسیم در حضور اسیدسولفوریک (همراه با تری متوکسی سیلان) اصلاح شد. همچنین، نانولوله های کربنی چندجداره توسط گروه های کربوکسیلی با حضور اسیدکلروسولفونیک و پیریدین در حمام یخ مخلوط شده و عامل دار شدند. سپس با استفاده از آنالیزهای FT-IR و SEM شناسایی شده و برای حذف ماده رنگی بلور ویوله از محلول آبی، مورد بررسی قرار گرفت. سپس تاثیر پارامترهای pH، مقدار اولیه ی جاذب و غلظت اولیه ی آنالیت در فرایند جذب بررسی شد. داده های به دست آمده با مدل های متفاوت سینتیکی و هم دماهای متفاوت تطبیق داده شده و در هر مورد، پارامترهای معادله مربوطه گزارش شد. همچنین، قدرت بازیافت جاذب سنتز شده و قابلیت استفاده ی مجدد از آن نیز بررسی شد. نتیجه ها بیانگر آن است که، جاذب نانولوله کربنی اصلاح شده با اسیدسولفونیک دارای کارایی بهتری نسبت به جاذب گرافن اکسید اصلاح شده با اسیدسولفونیک است.
    کلیدواژگان: گرافن اکسید، نانولوله کربنی چندجداره، جذب سطحی، بلور ویوله، حذف رنگ
|
  • Mohamad Mosleh, Maliheh Ranjbaran, Seyede Mehri Hamidi * Pages 1-8

    Confinement of light at nanoscale dimensions in plasmonic structures has many advantages including enhanced light-matter interactions. This enhancement can be well utilized in resonantly coupled atomic-plasmonic systems. In such coupled resonant systems, broad plasmonic resonance in contrast to narrow atomic resonance gives rise to reflection atomic spectroscopy with high resolution. In this paper, the reflection from thin gold layer in the vicinity of the rubidium vapor in Kretschmann configuration was modeled and the modification of hyperfine structure of the atomic spectral lines were studied. By selecting the angle of incidence of light we could change the frequency of resonance of surface plasmon-polariton mode from the central frequency of atomic resonance lines, so the EIT and Fano resonance phenomena have been observed.

    Keywords: Atomic-plasmonic resonant interaction, Rubidium atom, Three-layer model, Fresnel equations, Electromagnetically induced transparency (EIT), Fano resonance
  • Ehsan Dalvand, Zeynab Poorghobadi * Pages 9-17

    Dyes colors are one of the most important organic pollutants in the industry which cause a lot of environmental problems. Therefore, the determination and removal of dyes from aqueous effluents is one of the most significant environmental importance. The aim of the present study was to investigate the potential of applicability of COFe2O4 nanoparticles loaded on activated carbon (AC) (CA-COFe2O4) for the removal and adsorption of Chrysoidine in water samples. In this research, nanocomposite (CA-COFe2O4) was prepared. Then, the properties of sorbent (nanocomposite) are characterized by Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), and Scanning Electron Microscope (SEM) techniques. In this study, nanoparticles are dispersed in aqueous media by ultrasonic were to facilitate the dispersion of the sorbent. The CA-COFe2O4containing the extracted dyes was separated from the sample aqueous by centrifuge. The residual Chrysoidine G concentrations were determined by UV-Vis spectroscopy. The factors affecting such as pH, ultrasonic time, adsorbent mass and initial Chrysoidine G concentration on the Chrysoidine G removal of CA-COFe2O4 was investigated. The experimental results also showed that the adsorption followed with pseudo second-order kinetics model, and the adsorption behavior was accordance with the Freundlich isotherm model. Also, the adsorption capacity of 28.57 mg/g was achieved by CA-COFe2O4.

    Keywords: Chrysoidine G, Adsorption, CA-CoFe2O4, Nanocomposite, Removal of dye
  • Fatemeh Doost Hosseini, Abbas Behjat *, Hamidreza Mohseni Pages 18-25

    The quality of the perovskite film as an absorbing layer has a key role on photovoltaic performance of perovskite solar cells. One of the essential ways to control the perovskite crystal layer quality and morphology, is application of the suitable deposition method. In this work, we have used four optimised methods (i.e. S1: two step immersion, S2: one step with antisolvent, S3: one step without antisolvent and S4: vapor- assisted solution process) of fabricating perovskite absorbing layer of solar cells. The study of fabricated solar cells revealed that the S4 method leads to the dense and pin-hole-free and fully coverage layers of perovskite which present the best performance (PCE: 8.82%, J SC 13.70 mA/cm 2 , V OC 1 V and FF: 0.63). However, in commercialization and economical point of view, S3 method is suggested.

    Keywords: Perovskite, Morphology, Defects, Charge recombination centers, Carrier transport dynamic
  • Mostafa Shaabanloo, MohammadHossein Khalkhali *, Ali Ghiasvand Pages 26-32

    In this research, iron oxide nanoparticles were synthesized by co-precipitation method. Then by solving the nanoparticles in toluene and reducing the solubility of them by acetone as anti-solvent, different sizes of nanoparticles were selected and separated. After selection and separation, the band structure of the nanoparticles was studied by photoluminescence spectroscopy (PL). X-ray diffraction was used for phase and structure determination of nanoparticles and dynamic light scattering (DLS) and transition electron microscopy (TEM) were used for size determination. The results confirmed the possibility of selection and separation of iron oxide nanoparticles of three nanometers (3nm) and also photoluminescence spectroscopy results showed a red-shift by reducing the size of the iron oxide nanoparticles.

    Keywords: Iron oxide, Size selection, Photoluminescence, Anti-solvent
  • Soosan Mansoori, Mohammadreza Fadavieslam * Pages 33-41

    In this study, iron-doped tin oxide semiconductor nanoparticles with an iron to tin mole ratio of 0, 1, 2 and 3% synthesized by microwave method. The crystal structure, surface morphology, chemical bonds, and optical properties of the samples were studied by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscope (FESEM), infrared fourier transform spectroscopy (FTIR), and UV–Vis spectroscopy. Elements analysis was performed by EDAX. The X-ray diffraction results showed that the samples were polycrystalline, and have the preferred peaks of plates (110), (101), (200), (211), (220), (002), (310), (112), and (301) SnO2 phase with rutile rectangular structure. Increasing the iron impurity density from zero to three percent causes the reducing average size of nanocrystals from 23.53 to 11.03 nm, reducing grain size from 37 to 28 nm, and increasing unit cell volume from 70.61 to 71.40  and the optical band gap from 3.3 to 4.2 eV. The results of FTIR analysis confirm the SnO2 bond in the samples. Investigation of the sensing properties of ethanol gas by the samples showed that the response time of the sensors is in the range of 15.75 to 38.85 s. The sensor made with nanoparticles with a concentration of 1% iron exhibited optimum sensing conditions.

    Keywords: Tin Oxide Nanoparticles, Iron Impurity, Microwave, Gas sensor, Ethanol
  • Saeed Yousefinezhad * Pages 42-54

    Single-walled carbon nanotubes, as one of the most well-known categories of carbon nanomaterials, have various applications in different fields of science and industry, including photovoltaic applications such as solar cells and additives to increase the strength of composites. In some applications of these nanotubes, it is required to have these compounds in the solution phase. Therefore, choosing the right solvent for dispersing these compounds is very important. In this study, using the quantitative structure-property relationship (QSPR) method, the structure-property of the model is presented. Based on the results, a multiple linear model was obtained including 5 descriptors. The correlation coefficient in the training set, cross-validation and test set were 0.84, 0.91 and 0.92, respectively which indicate the efficiency of model. The possible interactions of the carbon nanotubes -solvent obtained from the proposed structure-dispersion model can be used to select the appropriate solvents for the solution (dispersion) of single-walled carbon nanotubes.

    Keywords: Dispersion, Carbon nanotube, Solvent effect, Modeling, Solvent-nanostructure interaction
  • Behnam Darazereshki, Hossein Mokhtari *, Fatemeh Ostovari Pages 55-59
    In this study, graphene synthesized by Hammer's method and qualify by XRD, TEM, SEM, FTIR and Raman analysis. Then colloids of graphene with different densities are coated on the etched single mode optical fiber. To investigate the humidity sensing of them, the relative differentiation of attenuations (RDA) in the presence of relative humidity (RH) is measured at two standard wavelengths telecommunication (1310 nm and 1550 nm). Results show diluted graphene solution with high ratio of One-layer to multi-layer improves the humidity sensing of etched optical fiber relative to others. Also, 60 minute etching of optical fiber in acid cause to 43μm diameter of it, have higher response to humidity.
  • Mohsen Salimi, S.Mohamadreza Milani Hosseini * Pages 60-68
    To monitor air quality and medical use, metal-oxide semiconductor are highly-sensitive and a good option for detecting small amounts of gases. In this paper, we study the analytical characteristics of the ethanol gas sensor made of ZnO nanotubes. For this purpose, ZnO nanotube were synthesized using a rapid electrochemical method in 40 minutes and used to make a sensor. The response of the gas sensor which based on the ratio of the electrical resistance of the sensor in the presence of gas samples to its electrical resistance in the air, was investigated. The sensor's analytical characteristics with a detection limit of 6.5 ppm and a good correlation coefficient of 0.9998 for the calibration curve, a relative standard deviation of 0.52 and a high recovery speed of 20 seconds, indicating that the sensor is sensitive, repeatable and have fast response.
  • Seyed Masoud Hosseini, Leila Naji *, Zahra Fakharan Pages 69-79

    In the current work, reduced graphene oxide/Nano star platinum (rGO/Pt(NS)) nanocomposite is introduced as a novel hole transporting layer (HTL) to replace PEDOT:PSS in polymer solar cells (PSCs). The rGO/Pt(NS) nanocomposite was synthesized by in situ crystallization method, while formic acid and ethylene glycol vapor was used as the  reducing agent. Physical, chemical and electrochemical properties of the rGO/Pt(ns) nanocomposite was evaluated using different characterization techniques including FT-IR, XRD, TEM, EIS, CV and J-V tests. The rGO/Pt(NS) nanocomposite, appeared to have a desirable electrical conductivity  as a hole transporting material. Moreover, the prepared nanocomposite provided charge transfer resistance of 138Ω which was considerably lower than that obtained for PEDOT:PSS (208Ω). Also, by calculating the fermi level of rGO/Pt(NS) composite, it was found that the fermi level of rGO/Pt(ns) composite was in a more suitable place than the PEDOT:PSS. The photovoltaic performance of the rGO/Pt(NS) – based HTL PSCs was compared with those of the PEDOT:PSS – based HTL devices as standard PSCs. Results revealed that the rGO/Pt(NS) based PSCs can provide higher (about 13%) short circuit current (Jsc) and higher (18 %) power conversion efficiency (PCE).

    Keywords: Polymer solar cell, hole transport layer, Graphene oxide, Reduced graphene oxide, Nano Star platinumnanocomposite (rGO, Pt(NS))
  • Farzaneh Azadi, Afshin Pourahmad *, Shabnam Sohrabnezhad, Mohammad Nikpasand Pages 80-88

    Zeolite Y, MIL-53, and zeolite – MOF nanocomposite were synthesized. Synthesized samples were evaluated using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive X-Ray spectroscopy and transmission electron microscopy. The XRD profiles of the zeolite Y /MIL-53 nanoporous coordination polymer nanocomposite depicted diffraction peaks that had been ascribed to individual MIL-53 MOF and zeolite Y. Based on the transmission electron microscopy result of the nanocomposite, it was determined that the compound was synthesized with a core-shell structure. TEM image of the consisted of two regions. One dark region related to Zeolite Y with a diameter of about 500 nm and light part with an average diameter of 60 nm that related to the MIL-53 shell. The EDX spectra of the core@shell sample show that the nanocomposite contained O, C, Al, Na, and Si elements. In this research, disk diffusion method and MIC were used to evaluate the antibacterial activity of prepared samples on gram-negative (E. coli and Pseudomonas aeruginosa) and gram-positive (S. aureus) compared to standard commercial antibiotic disks. Nanocomposite exhibited antibacterial activity with minimal inhibitory concentration of 55 µg/mL against E. coli, Pseudomonas aeruginosa and S. aureus.

    Keywords: Metal organic framework, Nanoporous, Zeolite, Antibacterial
  • Maryam Hashemi, Seyed MohammadBager Ghoreishi, Fariba Tajabadi *, Nima Naghavinia Pages 89-98

    The absorbent layer of the heart is a solar cell that plays an important role in its function. In recent years, Cu (In, Ga) Se2 has been highly regarded as an absorbent layer in chalcogenide solar cells. In this research, a cheap, fast and commercially available spray pyrolysis method has been used to make CISe layers. Then, the effect of soaking time of samples in sodium-containing solution on the electrical, optical, structural and morphological properties of the sprayed layers was investigated and the optimal amount of sodium in the structure was introduced. Analyzes performed to evaluate these features include X-ray diffraction pattern (XRD), field emission electron microscopy (FESEM) with elemental analysis (EDS), transmittance spectroscopy (UV-Vis), electrochemical analysis of Mott-Schottky and current-voltage curve measurements in the dark ambient. The results show that the change of soaking time in the solution and consequently the amount of sodium in the structure affects the crystallinity and morphological properties of the layers. The layers resulting from the soaking time of 15 minutes are finer than 5 and 10 minutes and are also porous in the cross-sectional area images. While the best crystallinity and maximum porosity of the mobility (~10-1cm2 / V.s) were obtained for a sample with a soaking time of 10 minutes. Sodium diffusion in the structure changed from ~1019cm-3 to ~1017cm-3. However, the energy levels of the band structure do not change significantly as the soaking time changes. On the other hand, by changing the soaking time of the direct band gap from 1.38 to 1.41 eV has changed. So that the expansion of the band gap with a value of 1.41 eV is visible for the optimal amount of sodium with a soaking time of 10 minutes. In general, according to the results of this study, the CISe:Na layer can be used in various optoelectronic structures by using the optimized amounts of sodium in the structure of the solar cell.

    Keywords: CuInSe2, absorbent layer, nanostructured solar cell, spray pyrolysis, soaking
  • BAHAEDIN Rashidzadeh, Sogra Fathalipour *, Gazal Razmian Pages 99-109

    Ag/ZnO magnetic photocatalyst based on Bentonite (Ag/Fe3O4/ZnO/Bentonite) was synthesized by green method and investigated by various techniques: XRD, FT-IR, -EDAXSEM and VSM. To synthesize this nanocomposite, first Zno nanoparticles were synthesized on bentonite substrate by green method in the presence of vulgare extract and then Fe3O4 and Ag nanoparticles were prepared on ZnO/Bentonite. The prepared nanocomposite showed high photocatalytic properties for the decomposition of methylene blue (MB) and Eriochrome Black T (EBT) in the presence of sunlight, and the decomposition kinetics of MB and EBT followed the Langmuir-Hinslowwood model. On the other hand, the decomposition of colors and weight loss of the nanocomposite was very low after five tests, indicating that the synthesized magnetic nanocomposite has a high stability and is easily recoverable.

    Keywords: Bentonite, Eriochrome Black T, Methylene Blue, Photocatalyst, ZnO
  • MohammadHossein Fekri *, Maryam Razavimehr, Samaneh Isanejad Moharameh, Mozhgan Yari Pages 110-121

    In this study, carbon was extracted using flaxseed plant waste and activated carbon was obtained by potassium hydroxide. Magnetic Fe 3 O 4 nanoparticles were loaded by in situ method onto activated carbon. Magnetic activated carbon (MGAC) was used to remove the antibiotic Cefixime. The results show that magnetically activated carbon is formed in nanoscale and has a specific surface area of 11.23 m 2 g -1 , which is a desirable and acceptable. Optimization of the important factors in the adsorption of cefixime on magnetic activated carbon was performed by Design Expert 7 software. First, a pre-design was performed using Taguchi method, which showed that the two factors of initial adsorption concentration and contact time had little effect on the adsorption percent, which was omitted. Then, using Box-Beckman method, the effect of three effective factors of pH, adsorbent dose (minimum possible value) and temperature were investigated. Their optimal values were 2, 0.02 g and 85 °C, respectively, which by considering these optimal values, absorption percent of the drug by the adsorbent is equal to 95.33%.

    Keywords: Magnetic activated carbon, Cefixime, Flaxseed, Green method, Design Expert
  • Foad Mostafanezhad, Nooshin Sajadi *, REZA MARANDI, Behrouz Majidi Pages 122-133
    In the present study, after synthesizing graphene oxide (with hummer method) and carbon nano tube, were modified by sulfonic groups and characterized by FT-IR and SEM analyses. The batch adsorption experiments were carried out to remove the dye crystal violet from aqueous solution. The effects of pH, adsorbent dose, the initial concentration of analyte and time on the adsorption process were studied. The experimental data were fitted with different kinetic models and isotherms. Also, regeneration and reusability of the synthesized adsorbent has been investigated.
    Keywords: : Graphene oxide, carbon nano tube, Crystal violet, Dye removal, Wastewater treatment