اثرشرایط مختلف عملیات حرارتی روی نانوذرات فریت نیکل و بررسی حساسیت آنها نسبت به فرمالدئید

در این مطالعه از روش هم رسوبی با در نظر گرفتن دو متغیر برای ساخت نانو ذرات nife2o4 بهره گرفته شده است. دو متغیر روش سنتز یکی شیب دمایی رسیدن به دمای عملیات حرارتی c° 500 شامل c/sec° 10 ، c/sec° 35 و c/sec° 60 و دیگری  فشار اکسیژن خالص به عنوان اتمسفر عملیات حرارتی به مدت یک ساعت در  psi0.5،  psi1 و psi1.5 می باشد. به این ترتیب نه نمونه به دست آمده است که در بین آن ها، نمونه با بهترین پاسخ حسگری به فرمالدئید(  نمونه با شیب دمایی  c/sec° 10 و فشار اکسیژن خالص psi1 )، مورد مطالعه ساختاری قرار گرفته است. برای بررسی ساختار این نانو ذرات، از آزمایش های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری و طیف نشری فلوئورسانس پرتو ایکس استفاده شده است. آزمون پراش پرتو ایکس، تشکیل فاز فریت نیکل را تایید می کند. آزمایش های میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری، نانو ساختار بودن فریت نیکل را تایید می نماید. آزمایش طیف نشری فلوئورسانس پرتو ایکس، نسبت فرمولی ارائه شده nife2o4 را تایید می کند. خاصیت حسگری nife2o4 در برابر گاز فرمالدئید، در دمای 100 درجه سانتی گراد بررسی شد. برای آزمون حساسیت پذیری نانوحساسه ها از یک سیستم آزمایشگاهی با قابلیت کنترل دما و رطوبت با حجم 5 لیتر استفاده شده است. این سیستم مجهز به یک گرم کن حساسه با کنترل دما برای گرم کردن حساسه ها می باشد. برای این نانو حساسه با بهترین پاسخ به فرمالدئید در دمای 100 درجه سانتی گراد به ثبت رسیده است. در این راستا رابطه بین غلظت گاز فرمالدئید ( از ppm20 تا ppm200) و تغییر مقاومت نانو حساسه مورد بررسی قرار گرفته است.

Effect of Various Heat Treatment Conditions on Nickel Ferrite Nanoparticles and Investigating its Sensitivity to Formaldehyde

In this study, NiFe2O4 nanoparticles, with respecting two variables, were prepared through coprecipitation. These two variables are the temperature gradient reaching the temperature of the heat treatment of 500 °C at 10°C/sec, 35°C/sec and 60 °C/sec and the pure oxygen pressure as the heat treatment atmosphere for one hour, at 0.5 psi, 1 psi, and 1.5 psi. So, we found 9 samples, that the sample with the best sensitivity response to formaldehyde (sample with 10°C/sec heat treatment and 1 psi pure oxygen pressure) was characterized. Xray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transition electron microscopy (TEM) and Xray fluorescence (XRF) experiments were used to study the structure of these nanoparticles. Xray diffraction experiment has verified formation of nickel ferrite phases. Furthermore, scanning electron microscopy and transition electron microscopy experiments confirmed that the ferrite was indeed a nanostructure. Finally, NiFe2O4 formula ratio was derived by Xray fluorescence experiment. The sensitivity property of NiFe2O4 nanoparticles for formaldehyde gas detection was studied at 100 °C. For testing the sensitivity of nanosensors, a laboratory 5 liters system was used with temperature and humidity control. This system equipped with a temperature control heater for heating sensors. Relationship between gas concentration (from 20 ppm to 200 ppm) and resistance change of nano sensor with the best response to formaldehyde was investigated.