IJE TRANSACTIONS B: Applications Vol. 24, No. 2 (July 2011) 147-153   

downloaded Downloaded: 106   viewed Viewed: 1440


S. H. Tohidi*


Material Research School, Nuclear Science and Technology Institute, P. O. Box: 31485-498, Karaj, Iran



*Corresponding Author

( Received: January 27, 2009 – Accepted in Revised Form: April 23, 2011 )

Abstract    The incorporation of copper species is synthesized in a silica matrix by the sol-gel method. We have doped copper ions and copper particles using two different copper sources: Cu(NO3)2.3H2O and copper particles chemically synthesized. We can prepare the particles of copper metallic, cuprous and cupric oxide and compare the synthesis and characterization copper species on the silica matrix. On this way, their structures are analyzed by FT IR spectroscopy and XRD diffraction at 200,400 and 600C temperatures. we have recognized three main region contain Rocking (R), Bending (B )and Stretching (S) on their structure using FT IR spectrum. Also, the SEM micrographs and chemical analysis are compared by EDX of Cu and CuO/SiO2 together. Average size of particles was determinated about 150-200 nm for copper particles and about 50 nm for copper ions by TEM micrograph.


Keywords    Synthesis, Charactrization, Copper Species ,Nanocomposite


چکیده    دراین گزارش جا سازی گونه های مختلف عنصر مس در بستر سیلیکا با روش سل- ژل انجام شد. ما با استفاده از نیترات مس 3 آبه وبا روش شیمیایی تولید ذرات مس ، یون های مس (2) و ذرات فلز مس را در بستر سیلیکا قرار دادیم. در این تحقیق، ما تهیه و خصلت یابی گونه های مس روی بستر سیلیکا مانند ذرات فلزی مس، و اکسید های مس (1و2) را با هم مقایسه نموده و سپس ساختار آن ها توسط طیف سنجی مادون قرمز با انتقال فوریه و الگوی پراش اشعه ایکس در دما های 600- 400- 200 درجه سانتی گراد بررسی شد. در طیف سنجی مادون قرمز با انتقال فوریه سه محدوده اساسی شامل ارتعاشات لرزشی- خمشی و کششی در ساختار آن ها مشاهده گردید. هم چنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز شیمیایی این گونه ها با هم مقایسه شد و اندازه ذرات توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری برای ذرات مس در حدود 200-150 نانومتر و برای یون های مس در حدود 50 نانومتر تخمین زده شد .


1. Brinker, C. J and  Scherer, G.,The physics & chemistry of sol gel processing, Sol Gel Science , Academic Press, San-Diago, (1989).       

2. Zelinski, B. J. J., and Ulhmann, D. R.,     Gel technology in ceramics , J. Phy. Chem. Solids, 45, (1984) 1069-1090.  

3. Orgaz, F., Rawson, H, Inorganic- Organic composites by sol gel technology., J. Non-Cryst. Solids, 82, (1986) p. 390.  

4. Nogami, M., Sol-Gel Optics,  Processing and Applications, edited by  Klein, L.C (Kluwer Academic, Hingham, MA, 1994). 

5. Buckley, A. M and Greebblatt, M., The preparation and characterization of Silica gels., J. Non-Cryst. Solids, 146, (1992) 97. 

6. Celzard, A., Application of the sol gel process using well-tested recipes , J. Chem. Educ, 79, (2002), 854-859.  

7.  Sen, P and Thorpe, M. F., Phonos in AX2 glasses: from molecular to band like modes,  Phys.Rev,     B15, (1979), p.4030.

8.  Dasilva, M. G. F., Fernandez Navarro, J. M., Colour of Silicate sol gel glasses containing CuO , J. Non-Cryst. Solids, 100, (1988) 447-452.  

9. Perez-Robles, J. F., Garcia-Rodrigez,      F. J., and Gonzales-Hernandez, J., Charactrization of sol- gel glasses with different copper concentration treated under oxidizing and reducing condition.J. Phys. Chem. Solids., 60, (1999)1729- 1733. 

10  Tohidi, S. H., Novinrooz, A. J and Derhambakhsh, M., Preparation steps and study of molecular structure of copper ions doped in a matrix, Inter. J. Eng ,Transaction B, 19, (2006), 53-60.      

11.  Martinez, J. R., Ruiz, F., Vorobiev, Y.      V and Gonzalez-Hernandez, J., Infrared spectroscopy analysis of the local atomic structure in silica prepared by sol-gel, J.Chem. Phys. 109, (1998) p. 7511. 

12.  Martinez, J. R, Ruiz, F.,  Gonzalez-Chavez, M. M and Valle-Aguilera, A., Mapeo structural de silica xerogel utilizando espectroscopia,  Rev.Mex. Fis. 44, (1998)p. 575. 

13.  Serna, C., Fornes, V and Fernandez-          Navarro, J. M.,Sol gel transition in simple Silisate, J. Non-Cryst. Solids, 63, (1984),45-59. 

14.            Dudley, H. W., Fleming, I., Spectroscopic methods in organic chemistry, Fourth Edition, McGraw-Hill, (1987). 

15.  Ogale, S. B., Bilukar, P. G.,  Mate, N., SKanetkar, M., Parikh, N., Patnaik, M., Formation of copper-based particles trapped in silica xerogel., J. Appl. Phys.72, (1992) p. 3765. 

16. International Center for Diffraction Data,   Inorganic Phases, (1993).       

17.  Pope, J. A., Mackenzie, J. D., Structural evolution in the sol-gel state, J. Non-Cryst. Solids, 106, (1988) p.236. 

18.  Hench, L. L and West, J. K., The solgel process, Chem. Rev. 90, (1990) 33-72.

International Journal of Engineering
E-mail: office@ije.ir
Web Site: http://www.ije.ir