Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Ranjbar,Hossein Farrokhpour
مهدی رنجبر (استاد راهنما) حسین فرخ پور (استاد مشاور)
 
STUDENT
ZAHRA SHEYKHIFARD
زهرا شیخی فرد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
Binary Au/Pd core-shell nanoparticles () were fabricated using Nd:YAG pulsed laser ablation in reactive liquid environment of PdCl 2 .with the choice of six different concentration. XRD, TEM and UV-Vis spectrophotometry characterized the Au/Pd samples. XRD showed fcc PdO and Au and PdCl 2 were formed in laser ablation process. No diffraction peaks of well crystallized metallic Pd appeared in XRD patterns of samples, indicating the palladium phase might exist in an amorphous phase or in the form of very small cluster due to low Pd concentration. UV-Vis absorption spectra were used to study the optical properties of Au/Pd bimetallic nanoparticles. According these spectra all the curves exhibit one intense peak at around 530 nm which corresponds to the absorption due to the well-known surface plasmon resonance (SPR) of Au metallic . It was observed that normalized absorption increases with PdCl 2 concentration. We found the peaks intensity strongly depends on the concentration of PdCl 2 . According to UV-Vis data it was found that SPR peaks undergo a shift toward high wavelength upon aging. To confirm the presence of Pd in Au/Pd core-shell , a chemical analysis of these samples was performed using XPS. By this analys one can study structural and electronic properties of the bimetallic . Spectroscopy a decrease intensity of the Au4f spectrum with Pd concentration indicated the formation a shell in cases containing PdCl 2 solution. Also the intensity Au4d 5/2 peak reduced with increase Pd concentration and Pd3d peaks binding energy of 328-348 eV increased. The surface concentration ratio of Pd to Au at different condition have been estimated. This suggests that gold is the core of bimetallic structure and palladium is enriched on the surface. TEM revealed that the Au are spherical in shape and a thin Pd layer has been deposited. This images demonstrates that PdCl 2 concentration is an effective parameter to control the Pd shell thickness. We found with increasing Pd concentration the Pd thickness increases but the size of Au core decrease due to the in decrease Au concentration. Pd shell thickness for the smallest Pd concentration was 0.9 nm and enhance gradually to 6.25 nm for AuPd sample that contains major amount Pd concentration. For a sample certain it was observed that with decrease Au core size increase the Pd shell thickness that this may be due to increasing surface activity with decrease of nanoparticle size, therefore Au nanoparticles have more tendency for synthesis by Pd atoms.
در این پژوهش نانوذرات دوتایی هسته-پوسته Au/Pd با روش کندوسوز لیزر پالسی Nd: YAG با طول موج nm 1064 در محیط واکنشی محلول پالادیم کلراید ساخته شده است. محیط مایع لازم برای فرایند کندوسوز با انتخاب شش غلظت مختلف از این محلول برای این کار در نظر گرفته می شود. پس از ساخت این نانوذرات خواص فیزیکی و شیمیایی آن ها با استفاده از طیف سنجی های UV-Vis، TEM، XRD و XPS مورد مطالعه قرار گرفته است. طبق نتایج حاصل از تحلیل XRD تشکیل فازهای Au و PdO با ساختار شبکه fcc و PdCl 2 مورد تایید قرار گرفته است. از طرفی هیچ قله ای که نشان دهنده تشکیل فاز Pd در نمونه های حاوی پالادیم کلراید باشد در حد دقت دستگاه XRD موجود نیست که احتمالا به دلیل مقدار کم پالادیم در محیط یا وجود پالادیم به شکل آمورف یا کلاسترهای کوچک می باشد. خواص اپتیکی نانوذرات به کمک طیف سنجی UV-Vis مورد بررسی قرار گرفت و نشان دهنده ی وجود پیک پلاسمون سطحی نانوذرات طلا به ازای طول موج حدود nm 530 می باشد. این پیک پلاسمونی با گذشت زمان تضعیف شده و کم کم پهن تر می شود که ناشی از پوشش نانوذرات طلا توسط پالادیم می باشد. همچنین مشاهده می شود مکان قله تشدید پلاسمون سطحی با گذشت زمان به سمت طول موج های بیشتر جابه جا شده است که به دلیل افزایش اندازه نانوذرات طلا می باشد. خواص شیمیایی سطح نانوذرات هسته-پوسته نیز به کمک تحلیل XPS بررسی شده است. طبق نتایج حاصل از این تحلیل انرژی پیوندی تراز هسته Au4f در نمونه های حاوی پالادیم کلراید نسبت به نمونه Au خالص بیشتر شده است که ناشی از برهم کنش بین نانوذرات طلا با پالادیم می باشد. همچنین پهنای قله این تراز در نمونه AuPd 5 بیشتر از سایر نمونه ها است که نشان می دهد طلا روی سطح نانوذرات به مقداری جزئی اکسید شده است. بازه eV 348-328 مربوط به تراز هسته Pd3d و Au4d است. در این بازه مشاهده می شود در نمونه های بدون پالادیم یا مقدار کم پالادیم فقط قله تراز Au4d در حالت فلزی وجود دارد و با افزایش غلظت پالادیم در نمونه ها شدت این قله کم شده در عوض قله مربوط به تراز هسته Pd در حالت اکسیدی ظاهر می شود. شدت قله Au در حالت فلزی در نمونه های حاوی پالادیم بیشتر از نمونه Au خالص است. از روی انرژی پیوندی تراز هسته Au4d و Pd3d غلظت سطحی عناصر برای سه نمونه AuPd 3 ، AuPd 4 و AuPd 5 محاسبه شده است. نتایج حاصل نشان می دهد اتم های طلا در مرکز نانوذرات قرار دارد و روی سطح سرشار از اتم های پالادیم می باشد که ساختار هسته-پوسته را تایید می کند. از روی تصاویر TEM اندازه، شکل و ضخامت پوسته ای از جنس پالادیم نشان داده شده است. طبق این تصاویر نانوذرات طلا کروی شکل بوده و در نمونه های حاوی پالادیم پوسته ای از جنس پالادیم اطراف این نانوذرات قرار دارد. مشاهده می شود با افزایش غلظت محلول پالادیم کلراید ضخامت پوسته نیز افزایش یافته است و غلظت پالادیم می تواند یک پارامتر برای کنترل ضخامت پوسته باشد. از طرف دیگر در یک نمونه خاص با کاهش اندازه هسته طلا ضخامت پوسته اطراف آن رو به افزایش است که ناشی از افزایش فعالیت سطحی نانوذرات و تمایل بیشتر برای برهم کنش با اتم هایی از جنس پالادیم می باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی