Збірник наукових праць Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Рік 2026 Том 24, Випуск 2
Завантажити повну версію статті (PDF, Англійською / In English) Відкритий доступ

Ahmed KADARI та Yassine SARIR

Faculty of Matter Sciences, Department of Chemistry, University of Tiaret, 14000 Tiaret, Algeria

Particle-Size Calculation for Synthesis of ZnSO4 Nanoparticles Doped with Transition-Metal Ions

549–563 (2026)

Індекси PACS: 61.05.cp, 61.46.Hk, 61.66.Fn, 78.30.Hv, 78.40.Ha, 81.07.Bc, 81.20.Fw

Одержано 17 березня 2025 р.; після доопрацювання — 15 травня 2025 р.

У цій роботі ми повідомляємо про успішну синтезу наночастинок сульфату Цинку (ZnSO4) з використанням золь–ґель-обробляння. Ацетат Цинку служив прекурсором, тоді як Co(NO3)2, Cr(NO3)3 та Fe(NO3)3 використовувалися для досягнення різних рівнів леґування. Синтеза включала процес гідролізи та застигання з ґелеутворенням із подальшим контрольованим випаровуванням розчинника для полегшення утворення наночастинок ZnSO4. Синтезовані наночастинки ZnSO4 було охарактеризовано за допомогою різних методів, включаючи рентґенівську дифракцію (XRD) та ІЧ-спектроскопію з Фур'є-перетвором (FT-IR), для підтвердження їхньої кристалічної структури. Для аналізи оптичних властивостей було використано ультрафіолетову й оптичну (UV–Vis) спектрофотометрію, якою виявлено значні зміни в забороненій енергетичній зоні. Було представлено детальну аналізу розмірів кристалітів (D). Середні розміри кристалітів і розподіл розмірів було визначено за допомогою рентґенівської дифракційної аналізи. Для розрахунку значень розмірів кристалітів було застосовано рівняння Шеррера, модифікований метод Шеррера, розмірно-деформаційний метод (SSP) та метод Вільямсона–Голла (W–H). Результати показують середні розміри приблизно у 30,52 нм, 29,75 нм, 26,75 нм і 29,51 нм відповідно. Записані ІЧ-спектри з використанням Фур'є-перетвору підтверджують наявність характерних функціональних груп та утворення наночастинок ZnSO4. Ця робота сприяє розумінню золь–ґель-обробляння у синтезі наночастинок ZnSO4, леґованих йонами перехідних металів, та їхнього потенційного застосування.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: сульфат Цинку, йони перехідних металів, розміри кристалітів, золь–ґель-обробляння, леґування, ширина забороненої зони

Цитування:
Ahmed Kadari and Yassine Sarir, Particle-Size Calculation for Synthesis of ZnSO4 Nanoparticles Doped with Transition-Metal Ions, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 24, No. 2: 549–563 (2026); https://doi.org/10.15407/nnn.24.02.0549
ЛІТЕРАТУРА
  1. P. Madhuri Santhoshi, P. Tirupathi Rao, K. Vasudha, Esub Basha, Deepti Bhargava, T. K. Visweswara Rao, P. S. S. S. Sai Kiran, and R. K. Ramachandra, J. Mol. Struct., 1262: 132944 (2022); https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2022.132944
  2. Angie Xiomara Vesga, María Fernanda Cuentas, and Alberto Ricardo Albis Arrieta, Heliyon, 10, Iss. 12: 33117 (2024); https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e33117
  3. Qi Zhang, Junchang Liu, Hongying Xia, Yingjie Xu, and Libo Zhang, Ultrason. Sonochem., 102: 106748 (2024); https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2023.106748
  4. Sidi Ye, Siqi Sheng, Hua Yao, Qian Chen, Lili Meng, and Yangyi Yang, J. Energy Storage, 100: 113674 (2024); https://doi.org/10.1016/j.est.2024.113674
  5. Zihe Wei, Xuehua Wang, Ting Zhu, Ping Hu, Liqiang Mai, and Liang Zhou, Chin. Chem. Lett., 35, Iss. 1: 108421 (2024); https://doi.org/10.1016/j.cclet.2023.108421
  6. Yashwant Singh, Shakti Nath Tripathi, Praveen Pandey, Arpita Tripathi, Namira Arif, Vaishali Yadav, Shweta Gaur, and Devendra K. Chauhan, Ind. Crop. Prod., 212: 118378 (2024); https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2024.118378
  7. Zhijie Li, Wenzhong Shen, Limei Fang, and Xiaotao Zu, J. Alloys Compd., 463, Iss. 1–2: 129 (2008); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2007.09.075
  8. Vishwajeet V. Aherkar, Sidhaling B. Bhairunagi, Muddsar L. Gaur, and Rekha M. Ovhal, Optik, 302: 171720 (2024); https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2024.171720
  9. N. Manivannan, B. Chandar Shekar, C. K. Senthil Kumaran, P. Matheswaran, B. Gokul, and M. Mohammed Ibrahim, Mater. Today: Proc., 47, Pt. 9: 1741 (2021); https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.02.325
  10. E. Muhammed Jubeer, M. Aslam Manthrammel, P. A. Subha, Mohd Shkir, K. P. Biju, Meenakshi Verma, and S. AlFaify, Radiat. Phys. Chem., 225: 112154 (2024); https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2024.112154
  11. G. Sangeetha, S. Rajeshwari, and R. Venckatesh, Mater. Res. Bull., 46: 2560 (2011); https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2011.07.046
  12. Nurul Ain Samat and Roslan Md Nor, Ceram. Int., 39, Supplement 1: S545 (2013); https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.10.132
  13. Lanhui Wang, Ji Ren, Kui Lin, Yanxu Chang, Lifeng Han, and Fei Tian, J. Alloys Compd., 803: 844 (2019); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.06.325
  14. Xiaoxia Li, Zhong Chen, Zhiyong Yu, Xinyang Huang, Quanmao Yu, Shuzhen Wang, Zheming Wang, Dongqin Wan, and Maohua Luo, J. Lumin., 190: 364 (2017); https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2017.05.076
  15. Mélanie Auffan, Jérôme Rose, Jean-Yves Bottero, Gregory V. Lowry, Jean-Pierre Jolivet, and Mark R. Wiesner, Nat. Nanotechnol., 4: 634 (2009); https://doi.org/10.1038/nnano.2009.242
  16. Kannan Badri Narayanan and Natarajan Sakthivel, Adv. Colloid Interface Sci., 156: Iss. 1–2: 1 (2010); https://doi.org/10.1016/j.cis.2010.02.001
  17. Tammineni Venkata Surendra, Selvaraj Mohana Roopan, and Maksudur R. Khan, Mater. Today: Proc., 35, Iss. 4: 2823 (2019); https://doi.org/10.1002/btpr.2823
  18. A. Patterson, Phys. Rev., 56: 978 (1939); https://doi.org/10.1103/PhysRev.56.978
  19. S. Anbarasu, S. Ilangovan, V. S. Nagarethinam, J. Srivind, S. Balamurugan, M. Suganya, and A. R. Balu, Nano-Struct. Nano-Objects, 17: 67 (2019); https://doi.org/10.1016/j.nano.2018.11.013
  20. Mehjabeen Khan, Ashutosh Mishra, Jyoti Shukla, and Pradeep Sharma, AIP Conf. Proc., 2100: 020138 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5098692
  21. Debojyoti Nath, Fouran Singh, and Ratan Das, Mater. Chem. Phys., 239: 122021 (2020); https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.122021
  22. M. A. Tagliente and M. Massaro, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B: Beam Interact. Mater. Atoms, 266, Iss. 7: 1055 (2008); https://doi.org/10.1016/j.nimb.2008.02.036
  23. A. Khorsand Zak, R. Razali, W. H. Abd Majid, and Majid Darroudi, Int. J. Nanomed., 6: 1399 (2011); https://doi.org/10.2147/IJN.S19693
  24. V. Mote, Y. Purushotham, and B. Dole, J. Theor. Appl. Phys., 6, No. 1: 1 (2012); https://doi.org/10.1186/2251-7235-6-6
  25. R. Das and S. Sarkar, Curr. Sci., 109: 775 (2015).
  26. A. R. Stokes and A. J. C. Wilson, Proc. Phys. Soc., 56, No. 3: 174 (1944); https://doi.org/10.1088/0959-5309/56/3/304
  27. W. H. Hall, Proc. Phys. Soc. Sect. A, 62, No. 11: 741 (1949); https://doi.org/10.1088/0370-1298/62/11/110
  28. A. Khorsand Zak, W. H. Abd. Majid, M. E. Abrishami, and Ramin Yousefi, Solid State Sci., 13: 251 (2011); https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2010.11.024
  29. J. Tauc, Mater. Res. Bull., 3: Iss. 1: 37 (1968); https://doi.org/10.1016/0025-5408(68)90023-8
  30. M. Spiess and R. Gruehn, Naturwissenschaften, 65: 594 (1978); https://doi.org/10.1007/BF00364914
  31. See Ref. [18].
  32. See Ref. [20].
  33. Debojyoti Nath, Fouran Singh, and Ratan Das , Mater. Chem. Phys., 239: 122021 (2020); https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.122021
  34. See Ref. [22].
  35. See Ref. [23].
  36. See Ref. [24].
  37. See Ref. [27].
  38. G. K. Williamson and W. H. Hall, Acta Metall., 1, Iss. 1: 22 (1953); https://doi.org/10.1016/0001-6160(53)90006-6
  39. G. K. Williamson and R. E. Smallman, Philos. Mag., 1, Iss. 1: 34 (1956); https://doi.org/10.1080/14786435608238074
  40. C. Alosious Gonsago, Helen Merina Albert, J. Karthikeyan, P. Sagayaraj, and A. Joseph Arul Pragasam, Mat. Res. Bull., 47, Iss. 7: 1648 (2012); https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2012.03.061
  41. Helen Merina Albert, T. Lohitha, Karthik Alagarsamy, C. Alosious Gonsago, and Vinita Vishwakarma, Mater. Today: Proc., 47, Pt. 4: 1030 (2021); https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.06.124
  42. A. A. E. Aboelazm, A. Gomaa, M. Ali, and K. F. Chong, Chem. Adv. Mater., 3, Iss. 4: 67 (2018); https://doi.org/10.22034/cam.2018.123899.1080
  43. Mahendra Kumar Trivedi, Rama Mohan Tallapragada, Alice Branton, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, and Snehasis Jana, J. Powder Metall. Min., 5, Iss. 4: 1 (2015); http://dx.doi.org/10.4172/2090-4568.1000136
  44. K. Winiarczyk, W. Gac, M. Goral-Kowalczyk, and Z. Surowiec, Hyperfine Interact., 242: Article No. 48 (2021); https://doi.org/10.1007/s10751-021-01768-w
  45. D. R. Sahu, Microelectron. J., 38, Iss. 12: 1252 (2007); https://doi.org/10.1016/j.mejo.2007.09.025
  46. A. Escobedo-Morales, I. I. Ruiz-López, M. d. Ruiz-Peralta, L. Tepech-Carrillo, M. Sánchez-Cantú, and J. E. Moreno-Orea, Heliyon, 5, Iss. 4: 01505 (2019); https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e01505
  47. S. Lakshimi, S. Rao, G. Ramadevudu, and M. Shareefuddin, Int. J. Eng. Sci. Tech., 4, Iss. 4: 25 (2012); https://doi.org/10.4314/ijest.v4i4.2