Title
Kristalna struktura, optička i magnetna svojstva nanočestica Zn1-xFeyO(1-x+1.5y) (0.06 ≤ y/(1-x) ≤ 0.27)
Creator
Rajić, Vladimir, 1984-
CONOR:
82728201
Copyright date
2021
Object Links
Select license
Bez licence - direktna primena zakona
License description
Ako ne izaberete neku od licenci, vaše zaštićeno delo može biti korišćeno samo u okviru opštih ograničenja autorskih prava. Na taj način ne dozvoljavate komercijalno ni nekomercijalno korišćenje, naročito reprodukciju, distribuciju, emitovanje, dostupnost i obradu dela. Izbor Creative Commons (CC) licence promoviše diseminaciju vašeg dela. Za više informacija: http://creativecommons.org.rs/licence
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 30.09.2021.
Other responsibilities
Academic Expertise
Prirodno-matematičke nauke
Academic Title
-
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Fakultet za fizičku hemiju
Alternative title
Crystal structure, optical and magnetic properties of Zn1-xFeyO(1-x+1.5y) (0.06 ≤ y/(1-x) ≤ 0.27) nanoparticles
Publisher
[V. Rajić]
Format
108 str.
description
Fizička hemija - Nauka o materijalima / Physical chemistry - Materials science
Abstract (sr)
Brza i ekološki prihvatljiva sinteza uzoraka mikrotalasnim procesiranjem korišćena je za pripremu ZnO nanočestica dopiranih sa 5, 10, 15 i 20 atomskih procenata (at. %) Fe (Zn1-xFeyO(1-x+1.5y)). Fazni sastav, kristalna struktura, širina energetskog procepa, morfologija, hemija površine, optička i magnetna svojstva ispitani su kako bi se utvrdio uticaj supstitucije jona Zn2+ jonima Fe3+ na svojstva čistog ZnO. Korišćene metode ispitivanja su: rendgenska difrakcija na prahu, infracrvena spektroskopija sa Furijeovom transformacijom, optička emisiona spektroskopija sa induktivno spregnutom plazmom, ramanska i Mesbauerova spektroskopija, rendgenska fotoelektronska spektroskopija, skenirajuća i transmisiona elektronska mikroskopija, BET (Brunauer-Emmett-Teller) metoda, UV-Vis difuzna refleksiona spektroskopija, fotoluminiscentna spektroskopija, elektronska paramagnetna rezonancija. U sintetisanim uzorcima, at. % Fe bio je u skladu sa predviđenim pre sinteze i potvrđeno je oksidaciono stanje jona Fe3+. Svi uzorci imaju heksagonalnu vurcitnu strukturu. Mala količina faze spinela ZnFe2O4 javlja se kod uzorka sa 20 at. % Fe. Zamenom jona Zn2+ jonima Fe3+ promenjeno je lokalno uređenje i narušena simetrija kristalne rešetke ZnO. Čestice prahova Zn1-xFeyO(1-x+1.5y) su sferoidne, u prahu ZnO sa 5 at. % Fe postoji mali udeo pločastih čestica. Raspodela Fe u ZnO prahu je homogena. Svi uzorci su na sobnoj temperaturi paramagnetni. Provodljivost uzoraka na sobnoj temperaturi raste sa povećanjem at. % Fe. Linearna voltametrija pokazala je bolju katalitičku aktivnost uzorka sa 5 at. % Fe za RRK u poređenju sa čistim ZnO. Uzorak sa 10 at. % Fe pokazao se kao obećavajući bifunkcionalni katalizator za RRK/RIK. Fotokatalitička aktivnost raste sa povećanjem at. % Fe u sastavu rešetke.
Abstract (en)
Eco-friendly and rapid microwave processing of a precipitate was used to produce Fe-doped ZnO nanoparticles with 5, 10, 15 and 20 at. % of Fe (Zn1-xFeyO(1-x+1.5y)). The phase composition, crystal and band structure, morphology, textural properties, surface chemistry, optical and magnetic properties were examined to comprehend the influence of Fe3+ to Zn2+ substitution on the characteristics and catalytic activity of ZnO paticles. The analysing methods were: X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, inductively coupled plasma optical emission spectrometry, Raman, Mössbauer and X-ray photoelectron spectroscopy, electron paramagnetic resonance spectroscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method, diffuse reflectance spectroscopy and photoluminescence spectroscopy. Atomic % of Fe in the Zn1-xFeyO(1-x+1.5y) were in accordance with planned and oxidation state of Fe3+ was confirmed. Samples had hexagonal wurtzite structure. Small amount of the ZnFe2O4 spinel phase occurs in sample with 20 at. % Fe. Partial Fe3+ to Zn2+ substitution has significantly altered local ordering in ZnO distressing the lattice symmetry. All powders consists spheroidal particles. Small amount of plate like particles exists in 5 at. % Fe sample. Fe atoms have homogenous distribution throughout ZnO matrix. At room temperature all the samples are paramagnetic. The conductivity of samples at room temperature increases with increasing at. % Fe. Linear sweep voltammetry showed an improved catalytic activity of 5 at. % Fe sample toward ORR, compared to pure ZnO. Sample with 10 at. % of Fe could be a promising bifunctional catalyst for OER/ORR. Photocatalityc activity increased with increasing of the at % of Fe in ZnO lattice.
Authors Key words
Cink oksid, nanočestice, sinteza materijala, optičke karakteristike, magnetne karakteristike, katalitička aktivnost, reakcija redukcije kiseonika (RRK), reakcija izdvajanja kiseonika (RIK)
Authors Key words
Zink oxide, nanoparticles, materials synthesis, optical properties, magnetic properties, catalytic activity, oxygen reduction reaction (ORR), oxygen evolution reaction (OER)
Classification
537.622:544.2:535(043.3)
Type
Tekst
Abstract (sr)
Brza i ekološki prihvatljiva sinteza uzoraka mikrotalasnim procesiranjem korišćena je za pripremu ZnO nanočestica dopiranih sa 5, 10, 15 i 20 atomskih procenata (at. %) Fe (Zn1-xFeyO(1-x+1.5y)). Fazni sastav, kristalna struktura, širina energetskog procepa, morfologija, hemija površine, optička i magnetna svojstva ispitani su kako bi se utvrdio uticaj supstitucije jona Zn2+ jonima Fe3+ na svojstva čistog ZnO. Korišćene metode ispitivanja su: rendgenska difrakcija na prahu, infracrvena spektroskopija sa Furijeovom transformacijom, optička emisiona spektroskopija sa induktivno spregnutom plazmom, ramanska i Mesbauerova spektroskopija, rendgenska fotoelektronska spektroskopija, skenirajuća i transmisiona elektronska mikroskopija, BET (Brunauer-Emmett-Teller) metoda, UV-Vis difuzna refleksiona spektroskopija, fotoluminiscentna spektroskopija, elektronska paramagnetna rezonancija. U sintetisanim uzorcima, at. % Fe bio je u skladu sa predviđenim pre sinteze i potvrđeno je oksidaciono stanje jona Fe3+. Svi uzorci imaju heksagonalnu vurcitnu strukturu. Mala količina faze spinela ZnFe2O4 javlja se kod uzorka sa 20 at. % Fe. Zamenom jona Zn2+ jonima Fe3+ promenjeno je lokalno uređenje i narušena simetrija kristalne rešetke ZnO. Čestice prahova Zn1-xFeyO(1-x+1.5y) su sferoidne, u prahu ZnO sa 5 at. % Fe postoji mali udeo pločastih čestica. Raspodela Fe u ZnO prahu je homogena. Svi uzorci su na sobnoj temperaturi paramagnetni. Provodljivost uzoraka na sobnoj temperaturi raste sa povećanjem at. % Fe. Linearna voltametrija pokazala je bolju katalitičku aktivnost uzorka sa 5 at. % Fe za RRK u poređenju sa čistim ZnO. Uzorak sa 10 at. % Fe pokazao se kao obećavajući bifunkcionalni katalizator za RRK/RIK. Fotokatalitička aktivnost raste sa povećanjem at. % Fe u sastavu rešetke.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.