• ورود کاربران دانشگاهی

  • ثبت نام(مطالعه آنلاین پایان نامه ها)

  • سپندا

    کاربر مهمان
    پنجشنبه 2 آذر 1396| 54.146.50.80 :Your IP
    سامانه پایان نامه های دانشگاه اصفهان (سپندا)



    عنوان :
    بررسی خواص الکتروکرومیک لایه های نازک نانو کامپوزیت گرافن– اکسیدآهن(ш)
    انتشارات : دانشگاه اصفهان
    سال :1393
    زبان : Persian
    شماره سند : 13168
    موضوع :نانوفناوری گرایش نانومواد
    پژوهشگر : سارا مقیمیان
    توصیفگر لاتین : Graphen - Fe2O3 nanocomposite ? Electrochromic ? Thin film
    توصیفگر فارسی : نانوکامپوزیت اکسیدآهن- گرافن ◄ الکتروکرومیک ◄ لایه نازک
    دانشکده : دانشکده علوم و فناوری های نوین، گروه مهندسی نانوفن
    مقطع : کارشناسی ارشد

    استاد راهنما : محسن خسروی، پروانه سنگ‌پور
    استاد مشاور : فریبا تاج‌آبادی
    سال دفاع : 1393
    شماره رکورد : 13168
    شماره راهنما : NAN2 22
    فهرست : فهرست مطالب
    عنوان صفحه
    فصل 1 مقدمه و تئوری
    1-1- فناوری نانو 1
    1-2-کاربردهای فناوری نانو 2
    1-3-مواد هوشمند 2
    1-3-1-مواد هوشمند نوع اول ( ترکیبات کرومیک) 2
    1-3-2-مواد هوشمند نوع دوم 3
    1-4-مواد الکتروکرومیک 3
    1-5-تاریخچه سیستم‌های الکتروکرومیک 4
    1-6-عملکرد سیستم‌های الکتروکرومیک 4
    1-7-اجزای اصلی سیستم الکتروکرومیک 5
    1-7-1-الکترود رسانای شفاف 5
    2-7-1-الکترولیت مورد استفاده برای کاربردهای الکتروکرومیک 6
    3-7-1-الکترود کار (لایه الکتروکروماتیک) 6
    4-7-1-الکترود مقابل (لایه ذخیره یونی) 6
    1-8-دسته بندی مواد الکتروکرومیک 8
    1-9-مواد الکتروکروم معدنی 8
    1-9-1-مواد الکتروکروم‌ کاتدی 9
    1-9-2-مواد الکتروکروم‌ آندی 9
    1-9-3-اکسید آهن 10
    1-9-4-خواص الکتروکرومیک اکسید آهن 12
    1-10-پارامترهای مهم در بررسی سیستم‌های الکتروکرومیک 13
    1-10-1-زمان پاسخ‌دهی(G) 13
    1-10-2-بازده رنگی شدن(η) 13
    1-10-3-نسبت کنتراست 14
    1-10-4-پایداری سیکل 15
    1-11-کاربردهای الکتروکرومیک 15
    1-11-1-شیشه‌های الکتروکرومیک 15
    1-11-2-آینه‌های الکتروکرومیک 16
    1-12- روشهای بهبود سیستم‌های الکتروکرومیک 16
    1-13- گرافن 17
    1-14-تاریخچه گرافن 19
    1-15-خواص و ویژگی‌های گرافن 20
    1-16-روش‌های تولید گرافن 20
    1-16-1-روشهای بالا به پایین 21
    1-16-2-روش های پایین به بالا 21
    1-17-تولید گرافن به روش های شیمیایی 21
    1-17-1-انواع روش‌های شیمیایی 22
    فصل 2 مواد و روش‌ها
    2-1- مواد مصرفی و دستگاههای مورد استفاده 25
    2-2- دستگاههای مورد استفاده 26
    2-2-1- دستگاه سانتریفیوژ 26
    2-2-2- دستگاه آون خلاء 26
    2-2-3- دستگاه پتانسیواستات-گالوانواستات 26
    2-3- شناسایی و مطالعات ساختاری نمونه‌ها 27
    2-3-1- آنالیز پراش پرتو ایکس 27
    2-3-2- میکروسکوپ الکترونی روبشی 28
    2-3-3- میکروسکوپ نیروی اتمی 28
    2-3-4- طیفسنجی مادون قرمز 28
    2-3-5- طیف‌سنجی مرئی- ماوراء‌بنفش 28
    2-3-6- طیفسنجی رامان 28
    2-3-7- لایهنشانی به روش ترسیب الکتروشیمیایی 29
    2-4- آماده سازی زیر لایه 29
    2-5- تهیه لایه نازک اکسید آهن 30
    2-6- تهیه اکسید گرافن به روش هامر 30
    2-6-1- تهیه سوسپانسیون اکسید گرافن 32
    2-6-2- تهیه لایه نازک اکسید گرافن 32
    1-18-تهیه لایه نازک اکسید گرافن کاهش یافته- اکسید آهن 32
    1-19-بررسی خواص الکتروشیمیایی و الکتروکرومیک 32
    فصل 3 بحث و نتیجهگیری
    3-1- مقدمه 34
    3-2- مشخصه‌یابی نمونه اکسید گرافن 34
    3-2-1- بررسی پراش پرتو ایکس 34
    3-2-2- طیفسنجی مرئی- فرابنفش 36
    3-2-3- بررسی طیفسنجی تبدیل فوریه مادون قرمز 36
    3-2-4- بررسی سطحی لایه نازک اکسید گرافن به کمک میکروسکوپ نیروی اتمی 37
    3-2-5- بررسی نانوساختار اکسید گرافن به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی 38
    3-3- مشخصه‌یابی نمونه اکسید آهن 40
    3-3-1- بررسی پراش پرتو ایکس 40
    3-3-2- بررسی نانوساختار اکسید آهن به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی 40
    3-4- مشخصه‌یابی لایه نازک اکسید آهن- گرافن 41
    3-4-1- بررسی پراش اشعه ایکس 41
    3-4-2- طیفسنجی رامان 42
    3-4-3- بررسی نانوساختار اکسید آهن- گرافن به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی 43
    3-5- بررسی خواص الکتروشیمیایی و الکتروکرومیک در الکترولیتلیتیم هیدروکسیدLiOH 45
    3-5-1- بررسی ولتامتری چرخه‌ای فیلم‌ها در الکترولیت LiOH 45
    3-5-2- بررسی سازوکار رنگی شدن فیلم‌ها در الکترولیت LiOH 46
    3-5-3- بررسی نمودار کرونوآمپرومتری و محاسبه زمان سوئیچینگ 47
    3-5-4- بررسی خواص اپتیکی لایه‌های نازک قرار گرفته در الکترولیت LiOH 48
    3-6- بررسی خواص الکتروشیمیایی و الکتروکرومیک در الکترولیت LiClO4 49
    3-6-1- بررسی ولتامتری چرخه‌ای فیلم‌ها در الکترولیت LiClO4 – PC 49
    3-6-2- بررسی سازوکار رنگی شدن فیلم‌ها در الکترولیتLiClO4 – PC 52
    3-6-3- بررسی تغییرات در مورفولوژی ذرات 53
    3-6-4- بررسی نمودار کرونوآمپرومتری و محاسبه زمان سوئیچینگ 53
    3-6-5- بررسی خواص نوری لایه‌های نازک قرار گرفته در الکترولیتLiClO4 – PC 55
    3-6-6- بررسی برگشت‌پذیری 57
    3-7- نتیجه‌گیری 58
    مراجع 59



    چکیده :
    چکیده α-Fe2O3 (هماتیت) یکی از اشکال کریستالی اکسیدآهن است که به‌دلیل ویژگی‌های خود از قبیل ظرفیت بالا، قیمت ارزان و غیرسمی بودن توجه زیادی را در سال‌های اخیر به‌خود جلب کرده است. هماتیت نانوساختار قابلت‌های بالایی در کاربردهای فتوالکتروشیمیایی و فتوکاتالیستی، سنسورهای گازی و باتری‌های لیتیمی دارد. اکسیدآهن همچنین به‌عنوان یک ماده الکتروکرومیک در نظر گرفته می‌شود. اگرچه تحقیقات زیادی در خصوص کاریردهای اکسیدآهن انجام گرفته است اما مطالعات کمی بر روی خواص الکتروکرومیک آن صورت گرفته است. به‌طور کلی، اکسیدآهن بهره رنگی شدن پایین و زمان پاسخ آرامی دارد. حال با توجه به اینکه انتقالات الکترونی در الکترود می‌تواند به‌طور قابل ملاحضه‌ای توسط افزودنی‌های رسانا بهبود یابد، بنابراین با توجه به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی گرافن به‌نظر می‌رسد که با ترکیب آن با اکسیدآهن می‌توان خواص اکتروکرومیک اکسیدآهن را بهبود بخشید. در این پژوهش فیلم‌های نازک نانوکامپوزیت اکسیدآهن- گرافن (-Fe2O3/RGOα) به روش ترسیب الکتروشیمیایی بر روی زیرلایه FTOتهیه شدند. فیلم‌‌های نازک α-Fe2O3 و -Fe2O3/RGOα به‌وسیله آنالیزهای پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، اسپکتروسکوپی رامان و طیف‌سنجی UV-Vis مشخصه‌یابی شدند. با استفاده از اسپکتروسکوپی رامان و آنالیز ایدکس وجود گرافن در فیلم‌های نازک نانوکامپوزیت اکسیدآهن-گرافن تائید شد. بررسی خواص الکتروکرومیک فیلم‌های نازک اکسیدآهن و نانوکامپوزیت اکسیدآهن- گرافن در سلول الکتروشیمیایی سه الکترودی و با استفاده از ولتامتری چرخه‌ای، کرونوآمپرومتری و طیف‌سنجی UV-Vis مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که فیلم نازک نانوکامپوزیت اکسیدآهن- گرافن نسبت به فیلم نازک اکسیدآهن دارای زمان پاسخ سریع‌تر، انجام ولتامتری چرخه‌ای بهتر و بهره رنگی‌شدن بالاتر است. زمان رنگی شدن و بیرنگ شدن برای فیلم نازک نانوکامپوزیت اکسیدآهن- گرافن در الکترولیت LiClO4 – PCحدود 7/1 برابر و 2 برابر کمتر از فیلم نازک اکسیدآهن است. بهره نوری برای نانوکامپوزیت اکسیدآهن- گرافن حدود 75/1 برابر نسبت به فیلم اکسیدآهن بیشتر است. بهبود خواص الکتروکرومیک فیلم نازک اکسیدآهن- گرافن نسبت به فیلم اکسیدآهن به‌خاطرحضور گرافن در فیلم نانوکامپوزیت نسبت داده می‌شود. کلید واژه : نانوکامپوزیت اکسیدآهن- گرافن، الکتروکرومیک، لایه نازک  

    چکیده انگلیسی :
    Abstract: Iron oxide is one of the transition metal oxides that attracted considerable attention in recent years owing to its many excellent properties. Because of its advantageous feratures (cheap, nontoxic and high-capacity), hematite has been used in many applications; e.g. in photoelectrochemical application, photovoltaic and photocatalytic effects, gs sensors and anodes in lithium ion batteries. Iron oxide could also be considered as a electrouchromic material. Although, many investigations have been devoted to Fe2O3, but few studies have been done on the electrochromic properties of iron oxides . As a broad generalization, the Fe2O3 film suffers from low coloration efficiency and slow response time. It is well known that the electronic transport in electrode materials can be significantly improved by conductive additives. Particularly, considering the physical and chemical properties of grapheme sheets, it would be very interesting tio combine a graphene and Fe2O3 film into a single electrode and to enhance the electrochromic properties of Fe2O3. In this work, we report the electrochemical performance of the nanostructure α- Fe2O3/reduced graphene oxide (α- Fe2O3/RGO) nanocomposite thin film prepared by two steps electrodeposition method. The α- Fe2O3 and α- Fe2O3/RGO thin films were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, Raman spectroscopy, and UV-Vis spectra measurements. Raman spectra and energy-dispersive X-ray analysis confirm the existence of reduce graphene oxide sheets in α- α- Fe2O3 /RGO nanocomposite thin film were studied by cyclic voltammetry, chronoamperometry and UV-Vis spectroscopy with the standard three-electrode configuration. The result demonstrate that α-Fe2O3/RGO thin film enjoy higher optical modulation, faster switching time and better cycling performance in comparison with pure α-Fe2O3 film has lesser (about 1.7 and 2 times) coloration and bleaching time relative to α-Fe2O3 film. The optical modulation range of the α-Fe2O3 /RG\o film bleacing time relative to α-Fe2O3 film. The enhancement of electrochromic performance is basically attributed to the incorporation of the RGO into α- Fe2O3 film. Key Words: Graphen - Fe2O3 nanocomposite, Electrochromic, Thin film.


    کلید واژه ها :
    نانوکامپوزیت اکسیدآهن- گرافن ◄ الکتروکرومیک ◄ لایه نازک,Graphen - Fe2O3 nanocomposite ◄ Electrochromic ◄ Thin film

    اسفند ماه 1393
    0

    صفحه اول : University of Isfahan Faculty of Advanced Sciences and Technologies Department of Nanotechnology Engineering M.Sc. Thesis Investigation of electrochromic properties of graphen- Fe2O3 Thin film nanocomposite Supervisor: Dr. Mohsen Khosravi Dr. Parvaneh Sangpour Advisor: Dr. Fariba Tajabadi By: Sara Moghimian Feb 2015
    فصل اول : 1-24
    فصل دوم : 25-33
    فصل سوم : 34-66
    فصل چهارم :
    فصل پنجم :
    فصل ششم :