PRELIMINARY STUDY ON SYNTHESIS OF TIN OXIDE NANOPARTICLE USING GAMMA RADIATION INDUCED METHOD

Abstract

ABSTRACT

Radiation induced synthesis provides a clean, scalable, and energy efficient route for producing metal oxide nanoparticles (NPs) with controlled characteristics. This work reports the successful synthesis of tin oxide (SnO₂) NPs through gamma irradiation of aqueous SnCl₂ solutions under nitrogen purged conditions. Seven formulations varying in precursor concentration, stabilizer content, and absorbed dose (0–100 kGy) were systematically evaluated using dynamic light scattering (DLS) and transmission electron microscopy (TEM). The optimized formulation 0.05 M SnCl₂ without PVP produced highly uniform NPs with a Z-Average of 9.367 nm and a PDI of 0.096. When 1% PVP was introduced, although the Z-Average revealed 25.90 nm and PDI was 0.312, the primary peak remained narrow at 10.43 nm, but additional peaks at 270.8 nm and 4452 nm indicated the formation of secondary agglomerates. These findings demonstrate that precursor concentration, stabilizer content, and irradiation dose critically influence nucleation and growth, enabling the reproducible production of sub 10 nm SnO₂ NPs suitable for integration into polymer-based nanocomposites and gas sensing applications. 

ABSTRAK

Sintesis teraruh sinaran menyediakan laluan yang bersih, berskala dan cekap tenaga untuk menghasilkan nanozarah logam oksida (NP) dengan ciri terkawal. Kerja ini melaporkan kejayaan sintesis NP oksida timah (SnO₂) melalui penyinaran gamma larutan SnCl₂ berair di bawah keadaan dibersihkan nitrogen. Tujuh formulasi yang berbeza dalam kepekatan prekursor, kandungan penstabil, dan dos yang diserap (0–100 kGy) dinilai secara sistematik menggunakan penyerakan cahaya dinamik (DLS) dan mikroskop elektron penghantaran (TEM). Formulasi yang dioptimumkan 0.05 M SnCl₂ tanpa PVP menghasilkan NP yang sangat seragam dengan Z-Purata 9.367 nm dan PDI 0.096. Apabila 1% PVP diperkenalkan, walaupun Z-Average mendedahkan 25.90 nm dan PDI ialah 0.312, puncak utama kekal sempit pada 10.43 nm, tetapi puncak tambahan pada 270.8 nm dan 4452 nm menunjukkan pembentukan aglomerat sekunder. Penemuan ini menunjukkan bahawa kepekatan prekursor, kandungan penstabil dan dos penyinaran secara kritikal mempengaruhi nukleasi dan pertumbuhan, membolehkan pengeluaran boleh dihasilkan semula sub 10 nm SnO₂ NP yang sesuai untuk penyepaduan ke dalam nanokomposit berasaskan polimer dan aplikasi penderiaan gas.