تأثير المذيب الماء /االيثانول على الخصائص البنيوية والضوئية لمسحوق أكسيد النيكل المحضر بطريقة الصول-جل

Abstract

This work investigates the effect of the solvent ratio (water/ethanol) on the structural and optical properties of nickel oxide (NiO) powder synthesized by the sol–gel method. The samples were prepared using different ethanol/distilled water ratios (0%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, and 100%) while keeping all other preparation parameters constant. The X-ray diffraction (XRD) results revealed that all prepared samples possess a face-centered cubic (FCC) crystal structure with a preferred growth orientation along the (200) crystallographic plane. The results also showed that the ethanol ratio significantly affects the diffraction peak intensity, crystallite size and average strain, indicating its direct influence on the crystallinity and structural ordering of the material. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis confirmed the formation of the characteristic Ni–O bond of nickel oxide. The optical analysis (UV–Vis) showed variations in both transmittance and absorbance with changing ethanol ratios, where transmittance increased and absorbance decreased gradually with increasing wavelength. The optical band gap was determined using the Tauc relation, and the results revealed variations in the band gap values from one sample to another due to structural modifications and defects within the material. Furthermore, the Urbach energy (Eu) results indicated changes in the structural disorder and defect states of the synthesized samples. The study demonstrated that controlling the ethanol ratio during the synthesis process is an effective approach for improving the structural and optical properties of sol–gel derived nickel oxide. يتضمن هذا العمل دراسة تأثير نسبة المذيب (ماء / ايثانول ) على الخصائص البنيوية والبصرية لمسحوق أكسيد النيكل (NiO) المحضر بطريقة الصول–جل، حيث تم تحضير العينات باستعمال نسب مختلفة من الإيثانول والماء ثنائي التقطير ( 0%.30%.40%.50%.60%.70%.100%) مع تثبيت باقي شروط التحضير ،أظهرت نتائج حيود الأشعة السينية (XRD) أن جميع العينات المحضرة تمتلك بنية بلورية مكعبة ممركزة الأوجه (FCC) مع اتجاه نمو مفضل وفق المستوى البلوري (200) كما بينت النتائج أن نسبة الإيثانول تؤثر بشكل واضح على شدة القمم، القد الحبيبي و التشوه المتوسط ، مما يدل على تأثيرها المباشر على درجة التبلور وانتظام الشبكة البلورية،أكدت نتائج التحليل بالأشعة تحت الحمراء (FTIR) تشكل رابطة (Ni−O) المميزة لأكسيد النيكل، في حين أظهرت نتائج التحليل البصري (UV−Vis) اختلافًا في اختلافًا في سلوك كل من النفاذية والامتصاصية باختلاف نسب الإيثانول، حيث تزداد النفاذية وتتراجع الامتصاصية تدريجيًا مع زيادة الطول الموجي ، كما تم حساب فجوة الطاقة البصرية باستعمال علاقة (Tauc) وأظهرت النتائج تغير قيم الفجوة الطاقية من عينة إلى أخرى تبعًا للتغيرات البنيوية والعيوب داخل المادة، كذلك بينت نتائج طاقة أورباخ (Eu) وجود تغير في العيوب البنيوية والتشوهات داخل المادة المحضرة، وقد أظهرت الدراسة أن التحكم في نسبة الإيثانول أثناء التحضير يسمح بتحسين الخصائص البنيوية والبصرية لأكسيد النيكل المحضر بطريقة الصول–جل.