Photoluminescence of dispersed zinc oxide nanoparticles in polymide films

โฟโตลูมิเนสเซนต์ของอนุภาคสังกะสีออกไซด์ขนาดนาโนเมตรที่กระจายตัวอยู่ในฟิล์มพอลิอิไมด์

Name: Chuthatai Phanthawonge

ThaSH: Zinc oxide nanoparticles

ThaSH: Photoluminescence

Abstract: This research aims to study the morphology, thermal stability and photoluminescence of zinc oxide (ZnO) nanoparticles in polyimide (PI) films. ZnO nanoparticles dispersed in PI films were prepared by adding zinc compounds or ZnO nanoparticles in poly (amic acid) (PAA) solution followed by thermal curing process to convert poly (amic acid) to PI under nitrogen or argon atmosphere. Zinc compounds which were zinc nitrate hexahydrate, were converted to ZnO by thermal decomposition while PAA was imidized. The presence of ZnO was confirmed by x-ray diffraction technique. The light emission of PI films containing ZnO from either thermal decomposition of zinc nitrate or ZnO added into PI directly was much higher than pure PI films because of high quantum efficiency. When zinc oxide concentration exceeded the saturation level, light emission decreased due to the aggregation of ZnO. The films in which ZnO was added directly exhibited higher intensity than PI films because of high quantum efficiency. When zinc oxide concentration exceeded the saturation level light emission decreased due to the aggregation of ZnO. The films in which ZnO was added directly exhibited higher intensity than PI films containing ZnO converted from zinc nitrate hexahydrate at the same concentration. In addition the light emission of all samples, which was prepared under nitrogen atmosphere, emitted higher intensity than those with argon atmosphere. However, the effect of curing temperature slightly affected the light emission intensity. The film containing directly added ZnO was more thermal stable than those containing ZnO from thermal decomposition of zinc nitrate hexahydrate. ZnO nanoparticles, which average size was 17-90 nm, were well distributed but poor dispersed in PI films.

Abstract: งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษาคุณสมบัติเชิงความร้อน, โครงสร้างจุลภาคและการเปล่งแสงของสังกะสีออกไซด์ขนาดนาโนเมตรที่กระจายตัว อยู่ในฟิล์มพอลิอิไมด์ โดยการเตรียฟิล์มพอลิอิด์ที่มีอนุภาคสังกีออกไซด์กระจายตัวอยู่แบ่งเป็น 2 วิธีคือ การเติมสารประกอบของสังกะสี และเติมอนุภาคสังกะสีออกไซด์ลงไปในสารละลายพอลิเมมิกเอซิด จากนั้นตามด้วยกระบวนการลายตัวด้วยความร้อนการสลายตัวด้วยความร้อน (300-350 องศาเซลเซียส) ภายใต้บรรยากาศไนโตรเจนหรืออาร์กอนเพื่อเปลี่ยนพอลิเอมิกเอซิดให้เป็นพอลิอิ ไมด์ โดยสารประกอบของังหะสีที่ใช้คือสังกะสีไนเตรดเฮกซะไฮเดรต โดยสามารถเปลี่ยนเป็นสังกะสีออกไซด์ด้วยวิธีการสลายตัวด้วยความร้อนในขณะที่ พอลิเอมิกเอซิดเปลี่ยนเป็นพอลิอิไมด์ การปรากฏของสังกะสีออกไซด์สามารถพิสูจน์ได้จากเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสี เอกซ์ การเติมสังกะสีออกไซด์ทั้งวิธีเติมสารประกอบของสังกะสีและเติมอนุภาคสังกะสี ออกไซด์ลงในฟิล์มพอลิอิไมด์ส่งผลให้การเปล่งแสงดีขึ้นเมื่อเทียบกับฟิล์มพอ ลิอิไมด์บริสุทธิ์ แต่เมื่อเติมไปมากจนเกินจุดอิ่มตัว การเปล่งแงจะลดลงเนื่องจากเกิดการรวมตัวกันของอนุภาคสังกะสีออกไซด์นอกจาก นี้ที่ความเข้มข้นเดียวกันพบว่าการเปล่งแสงของฟิล์มพิลิอิไมด์ที่เติมอนุภาค สังกะสีออกไซด์ลงไป โดยตรงจะให้การเปล่งแสงที่ดีกว่าฟิล์มที่มีการเติมสารประกอบของังกะสี และยังพบอีกว่าฟิล์มที่เตรียมภายใต้บรรยากาศไนโตรเจนจะพบการเปล่งแงที่ดี กว่าฟิล์มที่เตรียมภายใต้บรรยากาศอาร์กอน อย่างไรก็ตามอุณหภูมิ ที่ใช้ในการสลายตัวด้วยความร้อนมีผลน้อยมากต่อการเปล่งแสงของฟิล์ม คุณสมบัติเชิงความร้อนของฟิล์มพอลิอิไมด์ที่การเติมอนุภาคสังกะสีออกไซด์ลง ไปโดยตรงมีเสถียรภาพทางความร้อนดีกว่าฟิล์มที่มีอนุภาคสังกะสีออกไซด์ที่ เปลี่ยนมาจากสารประกอบของสังกะสี ขนาดของอนุภาคสังกะสีออกไซด์ที่กระจายตัวอยู่ในฟิล์มพอลิอิไมด์มีขนาดเส้น ผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย 17-90 นาโนเมตร โดยมีการรวมตัวกันของอนุภาคขนาดเล็กส่งผลให้ขนาดกลุ่มอนุภาคนั้นใหญ่ขึ้น แต่การกระจายตัวของอนุภาคที่เกิดการรวมตัวกันนั้นมีการกระจายตัวดีในเนื้อ ฟิล์พอลิอิไมด์

Chulalongkorn University. Center of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Anongnat Somwangthanaroj

Role: Advisor

Name: Supakanok Thongyai

Role: Advisor

Created: 2006

Modified: 2016-10-02

Issued: 2010-12-01

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Chemical Engineering

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Chuthatai_Ph.pdf	4.73 MB	47	2020-03-29 01:40:46

ใช้เวลา

0.04261 วินาที