Asit konsantrasyonunun Sol-Jel Yöntemi ile Üretilen Y2O3’ün Yüzey Alanına Etkisi
Anahtar Kelimeler:
Y2O3- Fosfor- Asit Konsantrasyonu- Yüzey AlanıÖzet
İtriyum oksit (Y2O3) seramikleri birçok teknolojik amaç için detaylı olarak araştırılmış seramik süper iletken, MOS transistör ve ışık yayan fosfor malzemeler olarak seramik endüstrisinde önemli kullanılmaktadır. Fosfor malzemeleri mevcut enerjinin verimli kullanılması için önemli araçlardır. Bu malzemeler ekran panelleri, fosforesans boyalar ve biyogörüntüleme gibi çeşitli alanlarda kullanılabilir. Bu çalışmada sol-jel yöntemi kullanılarak farklı yüzey alanlarına sahip Y2O3 fosfor partikülleri üretilmiştir. Çalışmanın amacı çözelti hazırlama aşamasında kullanılan sitrik asit konsantrasyonunun son ürünün yüzey alanına etkisini araştırmaktır. Lüminesans malzemeler yüzey alanının artmasıyla daha etkin bir şekilde kullanılabilir. Bu amaçla üç farklı asit konsantrasyonuna sahip başlangıç çözeltileri hazırlanmıştır. Çözeltiler, sitrik asit konsantrasyonunun toplam metal iyon konsantrasyonuna oranı (MRCM) 0,5, 1 ve 2 olacak şekilde hazırlanmıştır. Kurutulan çözeltilerin organik içerikleri Fourier transform kızılötesi (FTIR) spektroskopisi kullanılarak karşılaştırılmış ve elde edilen numunelerin ısıl işlem sonrası faz yapıları X-ışını kırınımı (XRD) kullanılarak analiz edilmiştir. Nihai Y2O3 parçacıklarının yüzey alanları Brunauer-Emmett-Teller (BET) analizi kullanılarak ölçülmüş ve karakterize edilmiştir. Asit konsantrasyonunun Y2O3'ün yüzey alanını önemli ölçüde değiştirdiği görülmektedir. Y2O3 parçacıklarının yüzey alanları asit konsantrasyonunun artmasıyla artmıştır. MRCM değeri 0,5, 1 ve 2 olan numunelerin yüzey alanları sırasıyla 19,16 m2/g, 32,76 m2/g ve 53,48 m2/g olarak ölçülmüştür. Çalışma, fosfor malzemelerinin lüminesans özelliklerini etkileyen yüzey alanının sol-jel yöntemi kullanılarak kolayca değiştirilebileceğini göstermiştir
Referanslar
Packiyaraj, P. and P. Thangadurai, Structural and photoluminescence studies of Eu3+ doped cubic Y2O3 nanophosphors. Journal of luminescence, 2014. 145: p. 997-1003.
Venkatachalaiah, K., et al., Structural, morphological and photometric properties of sonochemically synthesized Eu3+ doped Y2O3 nanophosphor for optoelectronic devices. Materials Research Bulletin, 2017. 94: p. 442-455.
Pappalardo, R. and R. Hunt, Dye‐Laser Spectroscopy of Commercial Y 2 O 3: Eu3+ Phosphors. Journal of the Electrochemical Society, 1985. 132(3): p. 721.
Binnemans, K. and P.T. Jones, Perspectives for the recovery of rare earths from end-of-life fluorescent lamps. Journal of Rare Earths, 2014. 32(3): p. 195-200.
Cavouras, D., et al., An evaluation of the Y2O3: Eu3+ scintillator for application in medical x‐ray detectors and image receptors. Medical Physics, 1996. 23(12): p. 1965-1975.
Dong, Z., et al., Controlled synthesis of high-quality W-Y2O3 composite powder precursor by ascertaining the synthesis mechanism behind the wet chemical method. Journal of Materials Science & Technology, 2020. 36: p. 118-127.
Kang, Y.C., H.S. Roh, and S.B. Park, Preparation of Y2O3:Eu Phosphor Particles of Filled Morphology at High Precursor Concentrations by Spray Pyrolysis. Advanced Materials, 2000. 12(6): p. 451-453.
Adam, R.E., et al., Synthesis of ZnO nanoparticles by co-precipitation method for solar driven photodegradation of Congo red dye at different pH. Photonics and Nanostructures-Fundamentals and Applications, 2018. 32: p. 11-18.
Tanner, P.A. and L. Fu, Morphology of Y2O3:Eu3+ prepared by hydrothermal synthesis. Chemical Physics Letters, 2009. 470(1): p. 75-79.
Chong, M.K., K. Pita, and C.H. Kam, Photoluminescence of Y2O3:Eu3+ thin film phosphors by sol–gel deposition and rapid thermal annealing. Journal of Physics and Chemistry of Solids, 2005. 66(1): p. 213-217.
Boukerika, A. and L. Guerbous, Annealing effects on structural and luminescence properties of red Eu3+-doped Y2O3 nanophosphors prepared by sol–gel method. Journal of Luminescence, 2014. 145: p. 148-153.
Luna-Arredondo, E., et al., Indium-doped ZnO thin films deposited by the sol–gel technique. Thin Solid Films, 2005. 490(2): p. 132-136.
Farley, N.R., et al., Sol-gel formation of ordered nanostructured doped ZnO films. Journal of Materials Chemistry, 2004. 14(7): p. 1087-1092.
Dupont, A., et al., Size and morphology control of Y2O3 nanopowders via a sol–gel route. Journal of Solid State Chemistry, 2003. 171(1): p. 152-160.
Ismail, A.A., Synthesis and characterization of Y2O3/Fe2O3/TiO2 nanoparticles by sol–gel method. Applied Catalysis B: Environmental, 2005. 58(1): p. 115-121.
Taxak, V.B., et al., Tartaric acid-assisted sol–gel synthesis of Y2O3:Eu3+ nanoparticles. Journal of Alloys and Compounds, 2009. 469(1): p. 224-228.
Jung, K.Y., C.H. Lee, and Y.C. Kang, Effect of surface area and crystallite size on luminescent intensity of Y2O3: Eu phosphor prepared by spray pyrolysis. Materials Letters, 2005. 59(19-20): p. 2451-2456.
Ghorbani, S., et al., Synthesis of MgO-Y2O3 composite nanopowder with a high specific surface area by the Pechini method. Ceramics International, 2017. 43(1): p. 345-354.
Gupta, S.K., et al., Roles of oxygen vacancies and pH induced size changes on photo-and radioluminescence of undoped and Eu3+-doped La2Zr2O7 nanoparticles. Journal of Luminescence, 2019. 209: p. 302-315.
Kwak, M.-G., J.-H. Park, and S. Shon, Synthesis and properties of luminescent Y2O3: Eu (15–25 wt%) nanocrystals. Solid state communications, 2004. 130(3-4): p. 199-201.
Babu, K.S., et al., Effects of precursor, temperature, surface area and excitation wavelength on photoluminescence of ZnO/mesoporous silica nanocomposite. Ceramics International, 2013. 39(3): p. 3055-3064.
Cho, C.-M., N. Nunotani, and N. Imanaka, Effect of oxygen vacancies on direct N2O decomposition over ZrO2-Y2O3 catalysts. Journal of Asian Ceramic Societies, 2019. 7(4): p. 518-523.
Krishna, R.H., et al., Auto-ignition based synthesis of Y2O3 for photo-and thermo-luminescent applications. Journal of alloys and compounds, 2014. 585: p. 129-137.
Kaszewski, J., et al., Reduction of Tb4+ ions in luminescent Y2O3: Tb nanorods prepared by microwave hydrothermal method. Journal of rare earths, 2016. 34(8): p. 774-781.
Yoo, H.S., et al., Particle size control of a monodisperse spherical Y2O3: Eu3+ phosphor and its photoluminescence properties. Journal of materials research, 2007. 22(7): p. 2017-2024.
Aleshin, D.K., et al., Synthesis of spherical Y2O3:Er emitting particles with variable radial composition by controlled double-jet precipitation of layered precursors. Particuology, 2023. 74: p. 92-102.
Lapham, D.P. and J.L. Lapham, BET surface area measurement of commercial magnesium stearate by krypton adsorption in preference to nitrogen adsorption. International Journal of Pharmaceutics, 2019. 568: p. 118522.
Park, G.D., et al., Effect of esterification reaction of citric acid and ethylene glycol on the formation of multi-shelled cobalt oxide powders with superior electrochemical properties. Nano Research, 2014. 7: p. 1738-1748.
Yayınlanmış
Nasıl Atıf Yapılır
Sayı
Bölüm
Lisans
Telif Hakkı (c) 2024 ICONTECH ULUSLARARASI DERGİSİ
Bu çalışma Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License ile lisanslanmıştır.
