Utarbeidelse Av Klor Penta Amin Kobolt (III) Klorid Og Studie Av Dens Innflytelse På Strukturelle Og Noen Optiske Egenskaper Av Polyvinylacetat

Abstrakt

Klor penta amin kobolt(III) cloride Cl2 ble utarbeidet og deretter preget Av Fourier transform infrarød spektroskopi og Røntgendiffraksjon. De oppnådde resultatene indikerte dannelsen av orthorhombic Cl2 nanopartikler av ≈28.75 nm størrelse. Polymerfilmer basert på polyvinylacetat (PVAc) dopet med klor penta amin kobolt (III) clorid Cl2 i forskjellige vektprosentforhold ble fremstilt ved bruk av løsningsmiddelstøpt teknikk. Komplekseringen av additivet med polymeren ble bekreftet VED FTIR – og SEM-studier. Xrd-mønsteret viste at amorfiteten Til PVAc-polymermatrisen økte med å øke Cl2-innholdet. Parametere som utryddelseskoeffisient, brytningsindeks, reelle og imaginære deler og optisk ledningsevne ble studert ved å bruke absorbansen og målingene fra datastyrt UV-synlig spektrofotometer i spektralområdet 190-800 nm. Denne studien viste at De optiske egenskapene Til PVAc ble påvirket Av doping Av Cl2 hvor absorpsjonen økte ved å utjevne Cl2-konsentrasjonen. Arten av elektronisk overgang fra valensbånd til ledningsbånd ble bestemt og energibåndsgapene i komposittfilmprøvene ble estimert VED UV-synlig spektrum. Det ble observert at den optiske ledningsevnen økte med fotonenergi og med økningen Av Cl2-konsentrasjon.

1. Introduksjon

Polymerer kan utvise forskjellige mekaniske, elektriske og optiske egenskaper avhengig av syntesebetingelsene og de kjemiske egenskapene til ryggraden . Hvis en polymer er utsatt for ultrafiolett lys, endres dets kjemiske egenskaper, som løselighet, av polymeren i det eksponerte området. Fotolitografi, som er en kjent prosess i elektronikk, bruker dette prinsippet .

Polymerer brukes i et utrolig antall applikasjoner. Mer nylig har det skjedd betydelige utviklinger innen fleksible elektroniske enheter basert på de nyttige piezoelektriske, halvledende, optiske og elektrooptiske egenskapene som er sett i noen polymerer .

Polymere materialer har spesiell interesse fordi de i kombinasjon med egnede metallsalter gir komplekser som er nyttige for utvikling av avanserte elektrokjemiske enheter med høy energi, for eksempel batterier, brenselceller, elektrokjemiske displayenheter og fotoelektrokjemiske celler med enkel fabrikasjon til ønskelige størrelser . Også polymerer har unike egenskaper som lett vekt, høy fleksibilitet og evne til å bli produsert ved lav temperatur og lav pris . Optisk kommunikasjon, inkludert polymeroptiske fibre, optiske bølgeledere og optiske kontakter på grunn av deres enkle prosess, relativt lave kostnader og masseproduksjon, sammenlignes med silikabaserte optiske materialer. De har også potensielle fordeler for applikasjoner i optiske lagringssystemer, for eksempel høy termisk stabilitet, lavt absorpsjonstap og evnen til brytningsindeks som endres ved eksponering for lys . De elektriske og optiske egenskapene til polymerer har tiltrukket stor oppmerksomhet i lys av deres applikasjoner i optiske enheter med bemerkelsesverdig refleksjon, antirefleksjon, interferens og polarisasjonsegenskaper .

Kommersielle vinylpolymerer Slik PVAc (C4H6O2) n studeres intensivt på grunn av deres brede applikasjoner i industrien. Polyvinylacetat er termoplastisk polymer. PVAc-baserte komposittmaterialer ble betydelig produsert av harpiks emulgator, lim, papir, maling og tekstilindustri på grunn av høybindingsforsterket, filmlignende, luktfri og ikke-brennbar karakteristikk og substrat for PVA-produksjon . Inkorporering av forskjellige metalliske additiver i polymer matriser kan produsere polymer-matrise kompositter og forbedrer dens egenskaper for spesifikke anvendelser .

Koordinasjonsforbindelser eller metallkomplekser er metallioner omgitt av ligander. Ligander er enten anioner eller molekyler som kan donere elektroner til d-orbitaler av metallionet og danne en binding. Eksempler på vanlige ligander er kloridion, cyanidion, ammoniakk, etylendiamin og etylendiamintetraacetateion (EDTA). Metallioner som danner koordinasjon forbindelser er fra en gruppe av metaller kjent som overgang metaller. Disse metallene har mer enn en oksidasjonstilstand. Denne egenskapen tillater overgangsmetaller å fungere Som Lewis syrer . Metallkomplekset som brukes i dette papiret er klor pentammin kobolt (III) klorid som er en paramagnetisk forbindelse . Den dekomponerer ved oppvarming over 150°C. oppløseligheten er 0,4 g per 100 mL ved 25°C .

i dette papiret er det gjort en innsats for å studere effekten Av tilsetning Av Cl2 på strukturelle og optiske egenskaper av polyvinylacetat ved FTIR, XRD, SEM og UV-synlig spektrometer teknikker. Resultatene fra disse målingene har blitt analysert og diskutert.

2. Eksperimentell

2.1. Fremstilling Av Klor Penta Amin Kobolt (III) Klorid Cl2

Klor penta amin kobolt (III) klorid Cl2 ble fremstilt ved fremgangsmåten rapportert i litteraturen .

1,7 g ammoniumklorid NH4Cl ble fullstendig oppløst i ~10 mL konsentrert ammoniakk NH3 i et 400 mL beger. Ved kontinuerlig omrøring ble 3,3 g kobolt(II) klorid CoCl2 gradvis tilsatt til blandingen. Når brun fargeslurry ble oppnådd, ble 2,7 mL 30% hydrogenperoksid H2O2 tilsatt sakte. Etter at brusingen hadde stoppet, ble ~10 mL konsentrert Saltsyre HCl tilsatt sakte. Ved fortsatt omrøring oppvarmes blandingen på en kokeplate og opprettholder 85°C i 20 minutter, og deretter avkjøles blandingen til romtemperatur i et isbad og filter (ved Hjelp Av En Buchner-trakt). Krystallene Av Cl2 vaskes med 5-6 ganger, 5 mL porsjoner isvann(destillert vann avkjølt i is) og deretter 5-6 ganger, 5 mL porsjoner etanol C2H6O. Alle kjemikalier som brukes til fremstilling av klor penta amin kobolt (III) klorid ble kjøpt fra Sigma-Aldrich

2.2. Prøvepreparering

Poly(vinylacetat) (PVAc) med molekylvekt 100 000 ble kjøpt fra Aldrich. PVAc / Cl2 komposittfilmer ble produsert av løsemiddelstøpingsteknikken. Ved Første emulsjon Av PVAc ved bruk av destillert vann ble omrørt i 10 h. de nødvendige vektfraksjonene Av Cl2 ble først dispergert i destillert vann med en magnetisk omrører i 1 h og deretter gradvis tilsatt i polymeremulsjonen med kontinuerlig omrøring og holdt under streng i 2 h. Til slutt ble løsningen hellet på rensede Petriskåler og tillatt å fordampe sakte ved romtemperatur i en uke. Etter tørking ble filmene skilt Fra Petriskål og holdt i vakuumtørkere til bruk. Tykkelsen på de oppnådde filmene var i området fra ≈120-150 µ.

røntgendiffraksjonsskanninger ble utført VED BRUK AV dx-2700 diffraktometer ved Bruk Av Cu Ka-stråling ( = 1.5406 Å) med drift på 40 kV og 30 mA, tatt i området 5-50° Målinger ble utført ved romtemperatur. Den diffrakterte intensiteten som en funksjon av refleksjonsengelen ble plottet automatisk av Røntgendiffraktometeret. De forskjellige toppene oppnådd i diffraksjonsmønsteret ga informasjon om størrelsen og interplanaravstanden til forbindelsen. FTIR ble registrert På Fourier transform infrarød spektrofotometer, Shimadzu, MODELL IR-Prestige 21, ved Hjelp Av KBr pellets. FT-IR spektra av prøvene ble oppnådd i spektralområdet (4000-400) cm-1. Ultrafiolette synlige absorpsjonsspekter (UV-VIS) ble målt i bølgelengdeområdet 190-800 nm ved bruk AV DOBBELTSTRÅLESPEKTROFOTOMETER UV-1800 Shimadzu. Morfologien til filmene ble preget av skanningelektronmikroskop ved Bruk Av Bruker Nano GmbH, Tyskland, som opererer ved 5 kV akselererende spenning.

3. Resultater og Diskusjon

3.1. Røntgendiffraksjon (XRD)

et typisk xrd-mønster For Cl2 er vist I Figur 1. Det kan ses at Mange skarpe topper ble observert i Røntgenprofilen. Den krystallinske naturen til syntetisert Cl2 ble observert av de forskjellige skarpe krystallinske toppene I xrd-mønsteret. Det viser diffraksjonstopper ved 15.8313, 25.6011, 32.6249 og 34.8279 som svarer til (011), (221), (122), og (040) fly Cl2 som kunne indekseres til orthorhombic struktur som var i samsvar med litteraturdata Fra Materials Data, Inc. . Den gjennomsnittlige partikkelstørrelsen kan beregnes ved hjelp Av Den første sfæren tilnærming Av Debye-Scherrer formel :hvor er den gjennomsnittlige diameteren av krystallene, er bølgelengden Til Røntgenstråling, og er full bredde ved halv maksimal intensitet av toppen (FWHM). Den oppnådde partikkelstørrelsen På Cl2 er 28,75 nm. Den strukturelle parameter som diffraksjon vinkel (deg.), Interplanar (Å), relativ intensitet og full bredde ved halv maksimal FWHM (deg.) er i Tabell 1.

Materiale (deg.) (Å) fwhm (deg.)
Co (NH3)5CLCL2 15.7313 5.59343 100 0.2763
25.6011 3.47674 60 0.2046
33.4837 2.6741 36 0.2359
34.7279 2.5739 43 0.2143
Tabell 1
Diffraksjonsvinkel (deg .), Interplanar (Å), relativ intensitet () og full bredde ved halv maksimal FWHM (deg.).

Figur 1
xrd mønster For Cl2 pulver.

PVAc Er halvkrystallinske polymerer som angitt fra DERES xrd mønstre illustrert i Figur 2 (a). Pvacs krystallinske natur understrekes av diffraksjonstoppene ved = 19.54°, 40.54°, med en hallow skulder ved = 23° som representerer den amorfe fasen i PVAc .

(a)
(a)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)

(a)
(a)(b)
(b) (c)
(c) (d)
(d))

Figur 2
xrd mønster For PVAc / Cl2 kompositter film med forskjellige konsentrasjoner: (a) ren PVAc, (b) 3 wt.% (c) 6 vekt.% , og (d) 9 wt.%.

funksjonsgruppen tilstede i Strukturen Av PVAc har en rolle i å øke karbonbeinforstyrrelser, og dermed resulterer i vises en krystallinsk faser I PVAc som vist I xrd mønster Figur 2 (a). Figurene 2 (b), 2(c) og 2 (d) forklarte xrd mønster Av PVAc / 3, PVAc / 6, Og PVAc / 9 wt.% Cl2, henholdsvis. Det kan ses at intensiteten av essensiell topp Av PVAc redusert og bandbredden okte med okende konsentrasjoner Av Cl2. Den essensielle toppen Av PVAc representerer den krystallinske regionen I PVAc, så reduksjonen av intensiteten og utvidelsen av denne toppen refererer til reduksjoner i krystallinitet og økning i amorfitet. Denne oppførselen demonstrerer kompleksasjon mellom fyllstoffet og polymerene i den amorfe regionen . Oppførselen Til PVAc / Cl2 kompositt er enig Med PVAc / Pb3O4 Og PVAc / TiO2 . Med 9 wt.% konsentrasjon toppene tilhører Cl2 observert med lavere intensitet fordi Cl2-strukturen blir avkortet Med PVAc etter dannelse av kompositter, som er enig med (Roy et al. 2013) . Polymerer med 3-dimensjonal struktur, slik poly (vinylacetat) (PVAc) har stive porer, som setter en øvre grense for additiv vekst inne i en slik polymermatrise .

Partikkelstørrelsen Av Cl2-partikler ble funnet i henhold til foretrukket retningsplan (011) For PVAc/6 wt.% og 9 wt.% Av Cl2 kompositter film som er rundt 22.06 nm og 23.50 nm, henholdsvis.

3.2. Fourier Transform Infrarød Spektroskopi (FTIR)

FTIR spektra Av Cl2 viser topper på 3278, 1620, 1307, 840 og 486 cm−1 som tilsvarer NH3 strekk vibrasjon, degenerasjon deformasjon vibrasjon AV NH3 ligand, symmetrisk deformasjon vibrasjon AV NH3, rocking vibrasjon AV NH3, og Co–NH3 strekk vibrasjoner, henholdsvis; Også Co–Cl peak dukket opp rundt 840 cm-1. FTIR karakterisering avtalt Med Najar Og Majid (2013) som undersøkte Cl2. Den eneste funksjonelle Gruppen Av Cl2 er Nh som må være rundt 3100-3500 cm-1. Figur 3 representerer FTIR-spekteret Av Cl2; Nh er mellom 3161,34 og 3279,1 cm-1.

Figur 3
FTIR graf Av Cl2.

Den eneste funksjonelle Gruppen Av PVAc er C=O. Figur 4(a) representerer FTIR−spektret For PVAc, C=O dukket opp rundt 1728.22 cm–1 , Også C–O−c dukket opp rundt 1246 cm–1, Mens C-h dukket opp rundt 2935.66 cm-1 . Det er verdt å merke seg at absorpsjonsbåndet nær 3400 cm−1 skyldes O–h-gruppene . Figur 4 (b), 4(c) og 4(d) viser At PVAc-absorpsjonstoppene er funnet å bli forskjøvet ved å legge Til Cl2. Skiftingen gir et innblikk I en interaksjon Av Cl2 i polymermatrisen . Ved å øke konsentrasjonen Av Cl2 økes IR-absorpsjonstoppene på grunn av strekkvibrasjon forskjøvet mot høyere bølgetall , absorpsjonsbåndene som tilhører Cl2 blir skarpere, mens intensiteten Av PVAc-absorpsjonsbåndene reduseres, noe som indikerer en åpenbar tilstedeværelse Av Cl2. Utseendet på absorpsjonsbåndet rundt 1728 cm-1 for prøver 3, 6 og 9 wt.% Cl2 bekrefter Tilstedeværelsen Av PVAc i prøvene . Med 3 wt.% Av Cl2, Nh er skjult bak O-H avrundet spissen mens ved høyere konsentrasjoner Nh dukket opp som en skarp spiss.

(a)
(a)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)

(a)
(a) (b)
(b)  (c)
(c) (d)
(d))

Figur 4
FTIR graf Av PVAc / Cl2 kompositter film med forskjellige konsentrasjoner: (a) ren PVAc, (b) 3 wt.% (c) 6 vekt.% , og (d) 9 wt.%.

3.3. Skanning Elektronmikroskop (SEM)

Tallene 5(a), 5 (b), 5(c), og 5 (d) viser SEM fotografier Av PVAc, PVAc/3 wt.% Av Cl2, PVAc / 6 wt.% Av Cl2 Og PVAc / 9 wt.% Av Cl2 komposittfilmer, henholdsvis. I Figur 5 (a) oppstod noen lyse uoppløste PVAc-korn. Andre flekker med ulik grad av ruhet observert på baksidenspredt bilder vist I Figurene 5 (b), 5(c), og 5 (d) synes å være agglomerater Av cl2 partikler, som øker med økende konsentrasjonen Av Cl2. De gjennomsnittlige diametrene til disse agglomererte partiklene (korn) er rundt 0,885, 1,83 og 2.114 µ Til PVAc/3, PVAc/6 og PVAc / 9 vekt.% Av Cl2 komposittfilmer, henholdsvis. Endringen antyder At PVAc-molekyler kan dispergeres i myk-segmentfase med liten innflytelse på mikrofaseparasjonen og blanding av de harde og myke segmentene. Graden av grovhet av filmoverflaten øker med økning Av Innholdet Av Cl2. Dette indikerer segregering av fyllstoffet i vertsmatrisen, og dette kan bekrefte samspillet og kompleksasjonen mellom additivet og polymeren, og det kan også referere til vekst Av Cl2-partikler i PVAc-matrisen .

(a)
(a)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)

(a)
(a) (b)
(b) (c)
(c) (d)
(d))

Figur 5
SEM fotografier For PVAc / Cl2 komposittfilmer med forskjellige konsentrasjoner Av Cl2: (a) 0 wt.% , (b) 3 vekt.% , (c) 6 vekt.% , og (d) 9 wt.%.

3.4. UV-VIS Spektra

absorbansspektra For PVAc / Cl2 dopet film er vist I Figur 6. Som angitt I Figur 6, øker Cl2 absorbansen Til PVAc-verten. DE UV-synlige absorpsjonsspektrene Til PVAc-og PVAc/Cl2-komposittfilmene utføres ved romtemperatur. De late spektrale avhengighetene til optiske funksjoner viser utvetydig at prinsipprollen i de observerte spektrene spiller elektron-fononutvidelse. UV optisk absorpsjon mønster Av PVAc viser en absorpsjon band som skulder på ca = 260 nm. Dette bandet tilskrives karbonylgruppen . Det observeres at bølgelengden som svarer til absorpsjonsbåndet som skulder øker med økende I Cl2-innhold; denne økningen har blitt tilskrevet de mindre strukturelle inhomogeniteter tilstede I PVAc som skyldes vekst Av Cl2 inne i polymermatrisen. Da komposittfilmene viser en rød skiftadferd, indikerer disse skiftene kompleksasjonen Mellom Cl2 og PVAc og kan også skyldes endring i krystallinitet med tilstedeværelse av additiv . Disse resultatene ble bekreftet AV xrd-resultater. Fra Figur 6 ble det observert et lite absorpsjonsbånd ved omtrent 500 nm. Dannelse av nye topper for prøvene og også utvidelse av disse toppene med økende Cl2 indikerer en betydelig interaksjon mellom additiv og vert polymer . Figur 6 viser også at absorbansen øker ved å legge til forskjellige vektprosenter Av Cl2; dette er relatert Til absorbansen Av Cl2 eller med andre ord, absorbansen øker med prosenter av absorberte partikler . Absorpsjonen ved en hvilken som helst bølgelengde avhenger av antall partikler langs badet av det innfallende lyset (dvs .det avhenger av konsentrasjonen Av Cl2) og på lengden av den optiske banen som passerer gjennom. Disse resultatene har en god avtale med Abdelaziz .

Figur 6
Optisk absorpsjon som en funksjon av bølgelengde For PVAc med 0, 3, 6 og 9 wt.% konsentrasjon Av Cl2 ved romtemperatur.

Absorpsjonskoeffisient Er definert som et materials evne til å absorbere lyset av en gitt bølgelengde. Absorpsjonskoeffisienten ble beregnet fra den optiske absorbansen ved følgende forhold :Figur 7 viser variasjonen av absorpsjonskoeffisienten med fotonenergi For PVAc / 0, PVAc / 3, PVAc / 6 og PVAc/9 wt.% Av Cl2 kompositter filmer. Det er klart at absorpsjonskoeffisienten øker med konsentrasjon Av Cl2; dette kan tilskrives økning i absorbansen . Figur 7 viser også avhengigheten av absorpsjonskoeffisient på hendelsen foton energi, indikert fra den lave verdien av absorpsjon koeffisient med lav verdi av foton energi og vice versa som betyr at muligheten for elektron overgang øker med foton energi.

Figur 7
absorpsjonskoeffisienten For PVAc med 0, 3, 6 og 9 wt.% konsentrasjon Av Cl2 kompositter versus foton energi.

fra absorpsjonskoeffisienten tidligere resultater er elektronovergangen Til PVAc / Cl2 indirekte. En god lineær passform oppnås for og versus som vist i Figur 8 og 9, henholdsvis. De respektive verdiene av oppnås ved å ekstrapolere til og for henholdsvis tillatt indirekte overgang og forbudt indirekte overgang. Innholdet er ansvarlig for dannelsen av noen feil i filmene. Disse feilene produserer de lokaliserte tilstandene i det optiske bandgapet og overlapper. Disse overlappene gir et bevis for å redusere energibåndsgapet når Cl2-innholdet økes i polymermatrisen som vist i Figur 8 og 9. Med andre ord reflekterer nedgangen i det optiske gapet økningen i graden av lidelse I PVAc-filmene. Abdelaziz Og Ghannam observerte tilsvarende resultater. Eller det kan tilskrives additivkompleksasjonen med polymermatrisen . Disse resultatene er enige MED ftir, SEM og XRD observasjoner.

Figur 8
mot fotonenergi Av PVAc / 0, PVAc / 3, PVAc / 6 og PVAc/9 wt.% Av Cl2 kompositter.

Figur 9
mot fotonenergi Av PVAc / 0, PVAc / 3, PVAc / 6 og PVAc/9 wt.% Av Cl2 kompositter.

Figur 10 viser verdiene for energigap for indirekte overgang (tillatt og forbudt) for (PVAc/0, PVAc/3, PVAc/6 og PVAc/9 wt.% Cl2) kompositter.

Figur 10
Energigap Av PVAc / 0, PVAc / 3, PVAc / 6 og PVAc/9 wt.% Av Cl2 kompositter versus konsentrasjonen Av Cl2.

utryddelseskoeffisienten ble beregnet ved hjelp av følgende ligning: avhengigheten av utryddelseskoeffisienten på bølgelengden i området 190-800 nm PVAc / Cl2 komposittprøver er vist I Figur 11. Det er klart at utryddelseskoeffisienten for ren PVAc-prøve viser en reduksjon i verdiene for alle bølgelengder (190-800) nm, mens den øker For PVAc / 0, PVAc / 3, PVAc / 6 og PVAc/9 wt.% Av Cl2 i bølgelengden fra 400 nm til 800 nm. Utryddelseskoeffisienten ble økt For PVAc-filmer med økende konsentrasjon Av Cl2; dette skyldes økningen i absorpsjonskoeffisient .

Figur 11
Utryddelseskoeffisient Av PVAc / 0, PVAc / 3, PVAc / 6 og PVAc/9 wt.% Av Cl2 kompositter versus bølgelengde.

brytningsindeksen er en grunnleggende optisk egenskap for polymerer som er direkte relatert til andre optiske, elektriske og magnetiske egenskaper og er også av interesse for de som studerer de fysiske, kjemiske og molekylære egenskapene til polymerer ved optiske teknikker . Brytningsindeksen beregnes ved hvor er reflektans som er oppnådd fra absorpsjon og overføring spektra i samsvar med bevaring av energiloven . Figur 12 representerer brytningsindeksen For PVAc / 0, PVAc / 3, PVAc / 6 og PVAc/9 wt.% Av Cl2 kompositter filmer i undersøkt utvalg av bølgelengder. Inspeksjon Av Figur 12 indikerer for alle sammensetninger at brytningsindeksen minker med økende bølgelengde. Figuren viser at brytningsindeksen øker som et resultat av å øke i prosentandelen Av Cl2 som skyldes økningen av tettheten av komposittfilm som følge Av Cl2-innhold. I litteraturen er forholdet mellom brytningsindeks og massetetthet beskrevet som lineær . Økning i brytningsindeks med konsentrasjon Av Cl2 er et resultat av å øke antall atombrytninger på grunn av økningen av den lineære polariserbarheten som er enig Med Lorentz-Lorentz formel .

Figur 12
Brytningsindeks For PVAc / 0, PVAc / 3, PVAc / 6 og PVAc/9 wt.% Av Cl2 kompositter versus bølgelengde.

Dielektrisk konstant er definert som materialets respons mot det innfallende elektromagnetiske feltet. Den dielektriske konstanten av () er gitt ved følgende ligning: hvor () og () er henholdsvis de virkelige og de imaginære delene av dielektrisk konstant, som kan oppnås ved følgende ligninger :avhengigheten av den virkelige delen på bølgelengden er vist i Figur 13 For PVAc/0, PVAc/3, PVAc / 6 og PVAc/9 wt.% Av Cl2. Det kan legges merke til, fra denne figuren, at den virkelige delen avhenger av brytningsindeksen fordi effekten av utryddelseskoeffisienten er svært liten, så det kan avbryte . Den virkelige delen av dielektrisk konstant øker Med Cl2-konsentrasjon og kurvene vertex skiftet til høyere bølgelengder med økende Cl2-prosentandel som kan tilskrives avhengigheten av den virkelige delen av dielektrisk konstant på brytningsindeksen . Den imaginære delen av dielektrisk konstant som en funksjon av bølgelengden er vist I Figur 14. Det er klart at den imaginære delen avhenger av utryddelseskoeffisienten, spesielt i bølgelengden rundt (390-800) hvor brytningsindeksen forblir nesten konstant mens utryddelseskoeffisienten øker med bølgelengden .

Figur 13
Ekte del av dielektrisk konstant Av PVAc / 0, PVAc / 3, PVAc / 6 Og PVAc / 9 wt.% Av Cl2 kompositter versus bølgelengde.

Figur 14
Imaginær del av dielektrisk konstant Av PVAc / 0, PVAc / 3, PVAc / 6 og PVAc / 9 wt.% Av Cl2 kompositter versus bølgelengde.

absorpsjonskoeffisienten og brytningsindeksen ble brukt til å oppnå den optiske ledningsevnen (), ved følgende forhold :hvor er lysets hastighet i rommet. Figur 15 viser variasjonen av optisk ledningsevne Av PVAc / 0, PVAc / 3, PVAc / 6 og PVAc/9 wt.% Av Cl2 kompositter filmer, som en funksjon av foton energi. Ledningsevnen til ren PVA er nesten konstant opp til rundt 5, 2 eV fotonenergi, etter at den øker med økning i fotonenergi. Cl2-konsentrasjonen forårsaket økningen i optisk ledningsevne, noe som skyldes høy absorbans av polymerkomposittfilmene. Økningen i optisk konduktans og reduksjon i båndgapenergi Av PVAc/Cl2 med økning Av Cl2-konsentrasjon, kan tilskrives økningen i antall mobile ladningsbærere og også til økningen i amorf natur av vertspolymer . Disse resultatene er enige Med Al-Taa ‘ y et al. .

Figur 15
Den optiske ledningsevnen PVAc / 0, PVAc/3, PVAc / 6 og PVAc/9 wt.% Av Cl2 kompositter filmer som en funksjon av fotonenergi.

4. Konklusjoner

Polymerfilmer basert På PVAc med forskjellige konsentrasjoner Av Cl2 ble fremstilt ved bruk av løsemiddelstøpeteknikk. XRD utskjelt at den syntetiserte Cl2 ble indeksert til orthorhombic struktur. Dannelsen av en intermolekylær interaksjon og kompleksasjon Mellom PVAc Og Cl2 er bekreftet ved BRUK AV XRD, FTIR, SEM og UV. UV-resultatene indikerte at Cl2 effektivt kan forbedre De optiske egenskapene Til PVAc. Absorpsjonskoeffisienten økte med økende vektprosent av additivet. Økningen i optisk konduktans og reduksjon i energibåndsgapet av polymer – vertsmatrise med økning Av Cl2-konsentrasjon ble tilskrevet økningen i antall mobile ladningsbærere og også til økningen i amorf natur av polymer-vertsmatrisen. Optiske konstanter som utryddelseskoeffisienter, brytningsindeks, reelle og imaginære dielektriske konstanter og optisk konduktans er funnet å avhenge av konsentrasjonen Av Cl2 i polymerfilmen. PVAc/9 wt.% Cl2 composites filmer viser de beste optiske egenskapene. Denne typen kompositter kan være en egnet kandidat for fotovoltaiske celler, selv om videre studier og forbedring er ønsket. Også dette arbeidet bekrefter at brytningsindeksen og energigapet er sterkt korrelert.

oppsummert indikerer målingene av optiske egenskaper At Cl2 er nyttig additiv for samtidig å øke både absorbans og optisk ledningsevne Av PVAc. Som et resultat viser PVAc/Cl2 komposittfilmen dramatiske endringer i optiske egenskaper som hjelper det i optiske enheter.

Interessekonflikt

forfatterne erklærer at det ikke er noen interessekonflikt angående publisering av dette papiret.

Bekreftelser

forfatterne takker takknemlig Dr. Nadher Najem for nyttige diskusjoner under utviklingen av dette arbeidet; også de vil uttrykke sin dype forplantning For Dr. Mohammed Hadi for hans nyttige hjelp I xrd-måling.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.