بررسی خواص نوری و حرارتی نانوذرات CuO و ZnO تهیه شده با عصاره گل زعفران

در میان تمامی نانوذرات اکسید فلزی، نانومواد CuO و ZnO بسیار محبوب هستند و خواص فوق‌العاده‌ای را نشان می‌دهند. این نانوذرات می‌توانند از روش‌های مختلف فیزیکی، مکانیکی، زیستی و شیمیایی تهیه شوند. اما روش زیستی مانند سنتز سبز نانوذرات اکسید فلزی با استفاده از عصاره گیاه یا گل به دلیل سادگی، هزینه پایین، قابلیت اجرا و اثرات زیست محیطی مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. در مقاله حاضر، ما هر دو نانوذره CuO و ZnO را با استفاده از عصاره گل زعفران (Crocus Sativus) تهیه کرده و سپس آن‌ها را در دمای 400 درجه سانتی‌گراد به مدت 15 دقیقه کالسینه نمودیم. نانوذرات اکسید فلزی تهیه شده با استفاده از طیف‌سنجی UV–visible برای مطالعه انرژی شکاف باند مشخص شدند، و مقدار آن به ترتیب برای نانوذرات CuO برابر 3.52 الکترون‌ولت و برای نانوذرات ZnO برابر 3.4 الکترون‌ولت به دست آمد.

مورفولوژی نانوذرات اکسید فلزی تهیه شده با میکروسکوپی الکترونی روبشی بررسی شد و فاز، کرنش و اندازه بلورک‌ها با استفاده از پراش پرتو X مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.بررسی خواص حرارتی نانوذرات CuO و ZnO با استفاده از آنالیز حرارتی ترموگراویمتریک و تفاضلی انجام شد. درصد کاهش وزن، تغییر آنتالپی و انرژی فعال‌سازی در نرخ‌های حرارتی 6، 8 و 10 °C/دقیقه تعیین شد. انرژی فعال‌سازی نانوذرات CuO و ZnO با روش کی سینگر محاسبه شد و به ترتیب 13.34 و 8.86 کیلوژول بر مول به دست آمد. اندازه ذرات نانوذرات CuO و ZnO به ترتیب 300 و 450 نانومتر تعیین شد. برای بررسی گروه‌های عاملی موجود در هر دو نانوذره، طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه انجام شد.

Among all the metal oxide nanoparticles, CuO and ZnO nanomaterials are very popular and showcase the tremendous properties. They can be prepared from various physical, mechanical, biological, and chemical methods. But, a biological method like the green synthesis of metal oxide nanoparticle by plant or flower extract has become more popular due to its simplicity, low cost, feasibility, and eco-friendly impact. In the present paper, we have prepared both CuO and ZnO nano-particles by Crocus Sativus (Saffron) flower extract followed by calcination at 400°C for 15min. The prepared metal oxide nanoparticles were characterized by UV–visible spectroscopy to study the bandgap energy, and the value was found to be 3.52eV for CuO and 3.4eV for ZnO nanoparticles, respectively.

The morphology of the prepared metal oxide nanoparticles was studied by scanning electron microscopy, and phase, strain, and crystallite size were investigated by using X-ray diffrac-tion. The investigation of the thermal properties of the CuO and ZnO nanoparticles was performed by thermogravimetric and differential thermal analysis. We determined the percentage weight loss, enthalpy change, and activation energy at 6, 8, and 10°C/min heating rates. The activation energy of CuO and ZnO nanoparticles was calculated by the Kissinger method and was found to be 13.34 and 8.86kJ/moles, respectively. The particle size of CuO and ZnO nanoparticles was found to be 300 and 450nm, respectively. The Fourier-transform infrared spectroscopy was performed to study the functional groups present in both the nanoparticles.