سنتز نانوساختارهای کربن نیترید گرافیتی (g-C3N4) و بررسی کاربرد آنها به عنوان مواد نشر دهنده نور

ID : 79614123

دفاع از رساله دکتری

عنوان: سنتز نانوساختارهای کربن نیترید گرافیتی (g-C3N4) و بررسی کاربرد آن­ها به عنوان مواد نشر دهنده نور

نام دانشجو : قاسم شیراوند

رشته:  نانوشیمی

نام استاد راهنما : دکتر علیرضا بدیعی

زمان : دوشنبه 1 خرداد ساعت 15

مکان: کلاس 272

چکیده:

در این پروژه هدف ما تهیه ترکیبات نانوساختار از کربن نیترید گرافیتی(g-C3N4) بود. از جمله معروفترین این نانوساختارها که کاربرد زیادی دارند می­توان نانوصفحات و نانوذرات را نام برد. در اینجا یک روش سریع و تک مرحله­ایی برای تولید نانوصفحات ارائه شده است. در این روش، پیش ماده دی­سیانامید در داخل بوته آلومینایی درون کوره استوانه­ایی تحت جو بی اثر مستقیم به نانوصفحات g-C3N4 تبدیل شدند. الگوهای XRD نشان می­دهد که این ترکیبات دارای دو پیک معروف کربن نیترید در °1/13و °4/27 می­باشند. طیف­های FTIR پیک­های مشخصه مدل تنفسی و پیوندهای C-N و C=N را به ترتیب در cm-1 810 در 1200-1700نشان داد. همچنین تصاویر AFM تشکیل نانوصفحات g-C3N4 با ضخامت کمتر از nm 20 را تایید کردند. در مرحله بعد، نانوذرات g-C3N4 با استفاده از اثر قیچی کنندگی اسید نیتریک بر روی صفحات کربن نیترید ساخته شد. نانوذرات سنتزی توسط آنالیزهای TEM، FTIR، XRD و AFM شناسایی شدند. تصاویر TEM ساختار نانوذره­ای g-C3N4  را نشان داد. همچنین با استفاده از آنالیز AFM ضخامت نانوذرات در حدود nm 6 و اندازه­های جانبی حدود nm 50-35 محاسبه شد. طیف  FTIR پیک­های مشخصه (cm-1 810، 1200-1700) و الگوی XRD پیک­های معروف  g-C3N4 (°1/13و °4/27 ) را نشان می­دهند. گروه­های آمین با انجام تست­ نینهیدرین  برای ساختارهای  نانوصفحه و نانوذره به ترتیب 10-5 mol/g 32 و 26 به دست آمد. باتوجه به اینکه ترکیبات g-C3N4 دارای فعالیت لومینسانس می­باشند، کاربرد این ترکیبات در شناسایی فلورسانسی گونه­های مختلف از قبیل Hg2+، Fe3+ و Cr2O72- بررسی شد. در مورد یون جیوه (II) و دی­کرومات حد تشخیص سنسور به ترتیب در حدود nM 12 و 40 به دست آمده است. همچین برای بررسی تکرار پذیری سنسور، از یون CN- استفاده شد که نتایج نشان داد که این یون با تشکیل کمپلکس [Hg(CN)4]2- موجب کنده شدن یون Hg2+  از سطح کربن نیترید می­شود. بر پایه تمایل نانوذرات g-C3N4 به Hg2+، کمپلکس نانوذرات g-C3N4-Hg2+  جداسازی شد و با تکنیک­های XRD، FTIR و SEM-EDS شناسایی شد. آنالیز EDS و تصاویر مپینگ توزیع یکنواخت Hg2+ را در سطح نانوذرات نشان داد. این نانوذرات کمپلکسی جدید برای شناسایی یون CN- به کار برده شد که حد تشخیص آن برابر با µM 5/1 بود. در بخش بعدی پروژه به بررسی کاربردهای دروازه منطقی این ترکیبات سنتزی g-C3N4 پرداخته شد و گفته شد که می­توان­ از نانوذرات g-C3N4 و g-C3N4-Hg2+ به عنوان دروازه منطقی INHIBIT-NOT و IMPLIC-NOT به ترتیب استفاده کرد. در بخش پایانی این پروژه، توانایی استفاده از این نانوذراتg-C3N4  به عنوان حساسگر در درمان فوتودینامیکی عفونت زخم بررسی شد و نتایج حذف بالای % 90 میکروب­ها را نشان داد.

 

 

 

summary-address :