การสังเคราะห์และศึกษาสมบัติของผงผลึกนาโน SnO2 ด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มอล(SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF SnO2 NANOCRYSTALLINE POWDER BY HYDROTHERMAL METHOD)

Abstract

งานนี้ได้รายงานกระบวนการสังเคราะห์และศึกษาสมบัติของผงผลึกนาโนทินออกไซด์ (SnO2) เตรียมด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มอลและได้ศึกษาสมบัติต่างๆ เช่น เทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (XRD) ภาพถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) และเทคนิคยูวี-วิสิเบิล สเปกโทรสโกปี (UV-vis) ผลการศึกษาโครงสร้างด้วยเทคนิค XRD พบว่า SnO2 มีโครงสร้างผลึกแบบเตตระโกนอล (Tetragonal) และมีขนาดผลึกอยู่ในช่วง 5.2-7.4 นาโนเมตร จากภาพถ่าย TEM และ HR-TEM (ภาพถ่ายกำลังขยายสูงด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน) แสดงให้เห็นว่าตัวอย่างมีรูปร่างทรงกลมขนาดเล็ก ประมาณ 5.58±0.97 ถึง 7.82±1.32 นาโนเมตร และมีการกระจายตัวดี จากการวิเคราะห์รูปแบบการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนที่บริเวณที่เลือกไว้ (SAED) ยืนยันว่าเป็นโครงสร้างเตตระโกนอลโดยไม่พบเฟสปลอมปนของสารประกอบอื่นในโครงสร้าง ซึ่งสอดคล้องกับผลการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค XRD สมบัติทางแสงของตัวอย่างวิเคราะห์ด้วยสเปกตรัมการดูดกลืนแสงในช่วงแสงยูวีถึงแสงที่ตามองเห็นและค่าช่องว่างพลังงานของตัวอย่างอยู่ในช่วง 3.71-3.78 eV ผลดังกล่าวนี้ชี้ให้เห็นว่าอุณหภูมิของการให้ความร้อนในกระบวนการไฮโดรเทอร์มอลมีบทบาทสำคัญต่อการควบคุมขนาดของอนุภาคนาโน SnO2 ซึ่งขนาดของตัวอย่างส่งผลอย่างมีนัยต่อค่าช่องว่างพลังงานของอนุภาคนาโน SnO2คำสำคัญ: ทินออกไซด์  วิธีไฮโดรเทอร์มอล  ผงผลึกนาโน  การสังเคราะห์  โครงสร้างเตตระโกนอลThis work reports the synthesis and characterization of nanocrystalline tin oxide (SnO2) powders  prepared by a hydrothermal method. The study has been carried out using X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and UV-vis spectroscopy (UV-vis) techniques. The crystal structure of the samples was studied by X-ray diffraction. The XRD results confirmed the formation of a tetragonal SnO2 structure. The crystalline size of the samples were about 5.2-7.4 nm as evaluated by the XRD data. The TEM and HR-TEM (high-resolution transmission electron microscopy) images show that the samples were formed in small spherical shape with 5.58±0.97 to 7.82±1.32 nm in particles size and a well dirtribution. The corresponding selected-area electron diffraction (SAED) analysis further confirmed the formation of the tetragonal SnO2 without any impurity phases. The optical properties of the samples were explored by optical absorption spectra and the samples band gap in the range of 3.71-3.78 eV. The result suggest that the  heat tretment temperature of hydrothermal process is important to control the size of SnO2 nanoparticles. The size of samples play a significant role on energy band gap of SnO2 nanoparticles.Keywords: Tin Oxide, Hydrothermal Method, Nanocrystalline Powders, Synthesis, Tetragonal Structure