Het Effect van ultraviolette straling op de depositie van chemische bad van Bis(thiourea) Cadmium Chloride kristallen en de latere CdS bijeenbrengen
Summary
Dit artikel presenteert een protocol voor de synthese van bis(thiourea) cadmium chloride kristallen door chemische Bad afzetting. Twee experimenten worden beschreven: een geholpen door ultraviolet licht in vergelijking met zonder ultraviolet licht.
Abstract
In dit werk, de gevolgen voor de voorbereiding van bis(thiourea) cadmium chloride kristallen wanneer verlicht met ultraviolet (UV) licht met een golflengte van 367 nm met behulp van de techniek van de depositie chemische Bad relatief worden bestudeerd. Twee experimenten worden uitgevoerd om een vergelijking te maken: één zonder UV-licht en de andere met behulp van UV-licht. Beide experimenten worden uitgevoerd onder gelijke voorwaarden, bij een temperatuur van 343 K, met een pH van 3.2. De precursoren die gebruikt zijn cadmium chloride (CdCl2) en thioureum [CS (NH2)2], die zijn opgelost in 50 mL gedeïoniseerd water met een zure pH. In dit experiment, wordt de interactie van elektromagnetische straling aangevraagd op het moment dat de chemische reactie wordt uitgevoerd. De resultaten tonen aan dat het bestaan van een interactie tussen de kristallen en het UV-licht; het UV-licht bijstand veroorzaakt crystal gezwellen in een acicular vorm. Ook het eindproduct verkregen is van cadmium sulfide en toont geen duidelijk verschil wanneer gesynthetiseerd met of zonder het gebruik van UV-licht.
Introduction
Een belangrijk onderzoeksgebied is één kristallen; hun groei is gericht op de verschillende toepassingen. Deze kunnen worden gebruikt als niet-lineaire optische materialen toegepast op het gebied van de lasertechnologie, op het gebied van opto-elektronica, en voor de opslag van informatie1, waarmee een gebied kansen voor hun onderzoek. Bis(thiourea) cadmium chloride is een metaal-organische materiaal en kunnen worden gesynthetiseerd uit twee precursoren, thioureum en cadmium chloride, gehoorzamen de volgende chemische formule: 2CS (NH2)2 + CdCl2 CdCl2-[CS (NH2) 2] 2. dit metaal-organische materiaal is opgesteld onder verschillende omstandigheden, zoals temperatuur en pH, maar nooit met de hulp van ultraviolet (UV) licht.
De invloed van pH op de structuur van het kristal is gemeld; bij een pH < 6 is het mogelijk om de vorming van monocrystals. Dit, beurtelings, worden aangepast afhankelijk van de pH-bereik. Met een interval van 6 tot en met 4, het is mogelijk om de zeshoekige structuren, verkrijgen voor als pH < 4 is, een orthorhombisch kristalstructuur2wordt verkregen. De ion dissociatie wordt bevorderd door de zure pH Cd2 + en Cl– , omdat het voorkomt cadmium hydroxide vorming [Cd(OH)2 dat]. Dit stabiliseert het cadmium: een atoom cadmium sluit zich aan bij twee zwavel-vrije radicalen en twee chlorines.
Hier, is de synthese uitgevoerd met behulp van de chemische Bad afzetting techniek (CBD), beheersing van de verschillende voorwaarden die op het moment van de chemische reactie3 ingrijpen. In CBD, de factoren waarmee de chemische reactie zijn de volgende: de temperatuur van de oplossing, de voorloper van ionen de pH van de oplossing, het nummer van de reagentia en de snelheid van de agitatie, om enkelen te noemen. Aan de andere kant, de ten opzichte van techniek die gebruikt wordt hier heet fotochemische Bad afzetting (PCBD) omdat het UV licht hulp gebruikt. Er zijn verslagen waarin UV licht bijstand is gebruikt voor het synthetiseren van films van CuSx4,5, ZnS6, cd’s7en InS8, onder anderen. Bauer en Gunasekaran9 aanwezig zijn in hun werk dat lanthaansulfaat oplossingen hebben een rand absorptie dicht bij 300 nm. Als gevolg van dit bereik van absorptie, wordt ultraviolette straling toegepast, wat resulteert in een soortgelijke emissie bereik met die van de geabsorbeerde oplossingen.
Een andere eigenschap van bis(thiourea) cadmium chloride is de afbraak bij verhitting. Het vertoont een eerste ontleding bij temperaturen van 512 K en boven, vorming van cadmium sulfide (CdS). De reactie van de afbraak is als volgt: [Cd (CS [NH2])2] Cl2 → Δ CdS + HNCS + NH3 + NH4SCN. Deze afbraak genereert thiocyanuric zuur en verschillende thiocyanaten10,11. Ook waren sommige effecten veroorzaakt door de UV-straling in de onderzoeksgroep, bestudeerde12. Laatste, in dit werk, een procedure van vergelijkende synthese voor bis(thiourea) cadmium chloride kristallen wordt beschreven, evenals de effecten van UV-licht.
Protocol
Representative Results
Discussion
De discussie die in dit hoofdstuk richt zich alleen op het protocol en niet op de resultaten die reeds in de representatieve resultaten weergegeven.
Een van de meest kritieke onderdelen van het protocol is de bereiding van de oplossing van de voorloper. Het is fundamenteel voor het handhaven van een zure pH Voorkom de vorming van de2 Cd(OH). Als de pH niet zuur, leidt het tot de directe vorming van cd’s als gevolg van de dissociatie van thioureum en de vorming van de2 Cd(…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
L.E. Trujillo en F.J. Willars Rodríguez dank CONACYT voor hun beurzen. E.A. Chavez-Urbiola Bedankt CONACYT voor het programma “Catedras CONACYT”. Auteurs erkennen ook de technische bijstand van C.A. Avila Herrera, M. A. Hernández Landaverde, J.E. Urbina Álvarez en A. Jiménez Nieto.
Materials
| Reagents | |||
| Cadmium chloride Anh. ACS, 99.4 % | Fermont | PQ24291 | Highly toxic |
| Thiourea technical grade, 99.9 % | Reasol | R5913 | Toxic |
| Hydrochloric acid, 36.5 – 38.0 % | J.T.Baker | MFCD00011324 | Highly corrosive liquid |
| Material | |||
| Filter paper | Whatman | 1440 125 | 40, Ashless, Circles, 125 mm |
| Beaker | Kimax | 1400 | 100 mL |
| Volumetric Flask | Kimax | 28012-100 | Class A 100 mL |
| Glass Funnel | Kimax | 28980-150 | Addition Funnel, Long Stem, 60° Angle, Wide Top. Type I, Class B. |
| Watch glasses | Pyrex | 9985-150 | Corning, 150 mm |
| Crucibles | Fisherbrand | FB-965-D | High-Form Porcelain |
| Equipment | |||
| Furnace | Briteg Instrumentos Cientificos S.A. de C.V. | 1010 | |
| Fume Hood | Fisher Alders, S.A. de C.V. | F1124 | |
| Light surce | Philips | PL-S 9W UV-A/2P 1CT/6X 10 CC | |
| pH meter | OAKTON | WD-35419-10 | |
| Hotplate whit magnetic stirrer | Cole-Parmer | JZ-04660-75 |
References
- Venkataramanan, V., Maheswaran, S., Sherwood, J. N., Bhat, H. L. Crystal growth and physical characterization of the semiorganic bis(thiourea) cadmium chloride. Journal of Crystal Growth. 179 (3-4), 605-610 (1997).
- Ushasree, P. M., Muralidharan, R., Jayavel, R., Ramasamy, P. Growth of bis(thiourea) cadmium chloride single crystals a potential NLO material of organometallic complex. Journal of Crystal Growth. 218 (2-4), 365-371 (2000).
- Ushasree, P. M., Jayavel, R. Growth and micromorphology of as-grown and etched bis(thiourea) cadmium chloride (BTCC) single crystals. Optical Materials. 21 (1-3), 569-604 (2002).
- Pawar, S. M., Pawar, B. S., Kim, J. H., Joo, O., Lokhande, C. D. Recent status of chemical bath deposited metal chalcogenide and metal oxide thin films. Current Applied Physics. 11 (2), 117-161 (2011).
- Suriakarthick, R., Kumar, V. N., Shyju, T. S., Gopalakrishnan, R. Investigation on post annealed copper sulfide thin films from photochemical deposition technique. Materials Science in Semiconductor Processing. 26 (1), 155-161 (2014).
- Podder, J., Kobayashi, R., Ichimura, M. Photochemical deposition of Cu x S thin films from aqueous solutions. Thin Solid Films. 472 (1-2), 71-75 (2005).
- Gunasekaran, M., Gopalakrishnan, R., Ramasamy, P. Deposition of ZnS thin films by photochemical deposition technique. Materials Letters. 58 (1-2), 67-70 (2004).
- Ichimura, M., Goto, F., Ono, Y., Arai, E. Deposition of CdS and ZnS from aqueous solutions by a new photochemical technique. Journal of Crystal Growth. 198 (1), 308-312 (1999).
- Kumaresan, R., Ichimura, M., Sato, N., Ramasamy, P. Application of novel photochemical deposition technique for the deposition of indium sulfide. Materials Science Engineering: B. 96 (1), 37-42 (2002).
- Rama, G., Jeevanandam, P. Evolution of different morphologies of CdS nanoparticles by thermal decomposition of bis(thiourea)cadmium chloride in various solvents. Journal of Nanoparticle Research. 17 (1), 1-13 (2015).
- Pabitha, G., Dhanasekaran, R. Growth and characterization of a nonlinear optical crystal – bis thiourea cadmium chloride. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. 4 (1), 34-38 (2015).
- Trujillo, L. E., et al. Di-thiourea cadmium chloride crystals synthesis under UV radiation influence. Journal of Crystal Growth. 478 (1), 140-145 (2017).
- Elilarassi, R., Maheshwari, S., Chandrasekaran, G. Structural and optical characterization of CdS nanoparticles synthesized using a simple chemical reaction route. Optoelectronics and Advanced Materials – Rapid Communications. 4 (3), 309-312 (2010).
- Selvasekarapandian, S., Vivekanandan, K., Kolandaivel, P., Gundurao, T. K. Vibrational Studies of Bis(thiourea) Cadmium Chloride and Tris(thiourea) Zinc Sulphate Semiorganic Non-linear Optical Crystals. Crystal Research & Technology. 32 (2), 299-309 (1997).
