The impact of thermal processing on the fabrication of some nanosized metal borates and hydrotalcite materials

Bu çalışma, ısıl işlemin bazı nano boyutlu metal boratlar ve katmanlı çift hidroksitlerin (KÇH) fabrikasyonu üzerindeki etkisini araştırmıştır. Metal boratlar ve hidrotalsit malzemeler sırasıyla çözeltide yanma sentezi (ÇYS) ve sol-jel yöntemi ile hazırlanmıştır. Sentezlenen malzemelerin yapısal analizi, X-ışını kırınımı (XRD) ve FTIR spektroskopisi ile gerçekleştirilirken, optik özellikleri, morfolojisi ve elementel bileşimleri hakkındaki bilgiler sırasıyla, UV-Vis, FESEM ve EDX teknikleri ile sağlanmıştır. Bu çalışmanın ilk kısmında, XRD verilerinin analizi, nadir toprak metali katkılı nano boyutlu magnezyum piroboratların, Mg2B2O5: RE3+ (RE: Ce3+, Eu3+, Tb3+), 800°C'de monoklinik fazda kristalleştiğini ve daha yüksek sıcaklıklarda triklinik faza dönüştüğünü ortaya koymuştur. Tartaric asitin en etkili yakıt olduğu belirlenmiş ve hesaplanan optik bant aralığı enerjilerinin, 3.20-5.70 eV arasında olduğu bulunmuştur. FESEM-EDX çalışmaları, bileşiklerin, düzensiz granüler morfolojide olduğunu ve istenen tüm elementlerin varlığını doğrulamıştır. İkinci kısımda, nano yapılı beta-lityum piroborat, tartarik asit ve glisin yakıtları kullanılarak ilk kez ÇYS yöntemi ile başarıyla sentezlenmiş, 640°C'de yüksek kristalliniteye sahip rombus benzeri morfoloji elde edilmiş ve daha yüksek sıcaklıklarda Li3BO3 ve Li6B4O9'a dönüştüğü gözlenmiştir. Optik bant enerji aralığı 3.00-3.05 eV arasında hesaplanmıştır. Ayrıca, lityum magnezyum borat, 400°C'de tartarik asit yakıtı ile ilk kez ÇYS yöntemiyle sentezlenmiştir. Son kısımda, çift metal değişimli Mg3-x-yZnxMy (M: Cu ve Mn)/Al1 KÇH'ler, düşük sıcaklıkta nano boyutta plaka benzeri yapılar olarak üretilmiştir. EDX analizi, tüm elementlerin varlığını doğrulamış, DRS analizi ise Mn içeren KÇH'lerin, Cu içerenlere (2.98–3.02 eV) kıyasla daha küçük optik bant aralıklarına (2.24-2.51 eV) sahip olduğunu ortaya koymuştur.