Study of synthesis and optical properties of transition metal substituted LDH nanoparticles

Mg3-x-yM×M'y/Al1, çift metal değişimli Mg-Al tabakalı çift hidroksitlerin (TÇH) genel formülüdür. Bu çalışmada, magnezyum, TÇH'nin brusit benzeri katmanlarında iki farklı metal katyonu (M (Zn) ve M' (Ni ve Co) ile ikame edilerek, MgZnNiAl TÇH ve MgZnCoAl TÇH, optimize edilmiş koşullar altında sol-jel yöntemiyle başarıyla sentezlendi. Karşılık gelen TÇH malzemeleri, çinko ve alüminyumun derişimleri sabit tutularak, Mg:Ni ve Mg:Co metallerinin derişimleri değişen molar oranları kullanılarak hazırlandılar. Sentezlenen TÇH numuneleri, X-ışını kırınımı (XRD), Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) ve ultraviyole görünür (UV-Vis) spektroskopisi dahil olmak üzere bir dizi analitik teknik kullanılarak kapsamlı bir şekilde karakterize edildi; bu, TÇH'lerin yapısal ve bileşimsel özelliklerinin geniş bir şekilde anlaşılmasını sağladı. UV-VIS spektroskopi ve XRD verileri, malzemelerin, kristalit boyutlarını (D), kafes parametrelerini (a ve c), mikro gerilimi (ε), atomların konumlarını ve yer değiştirmelerini (u), birim hücrenin hacmini (v), bant aralığı ve dielektrik sabitini hesaplamak için kullanıldı. XRD verileri incelendiğinde, MgZnNiAl TÇH ve MgZnCoAl TÇH için benzer desenlerin elde edildiği ve böylece bu malzemelerin, ortak yapısal omurgaya sahip oldukları, ayrıca MgZnNiAl LDH örneklerinin daha yüksek bir kristallik gösterdiği ortaya konuldu. FT-IR spektrumları, TÇH yapısındaki hidroksil grupları (OH-) ve nitrat (NO3-) gruplarının titreşim modlarına karşılık gelen farklı tepe noktaları olduğunu gösterdi. Ayrıca bu çalışmada, metal katyonlarının değişen konsantrasyonlarının, TÇH malzemelerinin bileşimini, yapısını, optik özelliklerini ve fonksiyonel karakteristiklerini önemli ölçüde etkilediği bulunmuştur.