کد محصول: 1991
تعداد صفحه: 110 صفحه
نوع فایل: PDF,Word
قیمت: 26000 تومان
نانو ذرات نقره در صنایع شیمیایی
چکیده
مطالعه پارامتر های موثر در سنتز نانو ذرات نقره به روش میکروامولسیون معکوس
نانو ذرات فلزی نقره به دلیل کاربرد آنها به عنوان کاتالیست، عامل ضد میکروبی و استفاده در بیوسنسورها مورد توجه می باشد. استفاده کاربردی از نانو ذرات نقره وابستگی زیادی به توزیع اندازه و ساختار این ذرات دارد. برای سنتز نانو ذرات نقره روش های متعددی مانند کاهش شیمیایی یون های نقره در یک محلول، احیاء فوتوکاتالیستی، استفاده از امواج میکروویو و احیای بیوشیمیایی وجود دارد. در این میان توجه ویژه ای به سنتز ذرات نقره با استفاده از ترسیب در میکروامولسیون معکوس وجود دارد. علت این موضوع امکان کنترل توزیع اندازه و مورفولوژی ذرات در این روش می باشد. تحقیقات متعددی بر روی سنتز نانوذرات نقره با روش میکروامولسیون انجام شده است. اما بررسی اثر برخی از پارامتر های مهم مانند مواد فعال سطحی و مواد افزودنی بر توزیع اندازه و مورفولوژی ذرات نقره سنتز شده نیاز به مطالعات بیشتری دارد. این پژوهش به بررسی اثر مواد فعال سطحی، غلظت واکنش دهنده ها و مواد افزودنی بر روی مورفولوژی و توزیع اندازه نانو ذرات نقره به دست آمده از روش میکروامولسیون معکوس می پردازد. به علاوه مدل سازی فرایند ترسیب نانو ذرات بر اساس معادلات موازنه جرم و حل آنها به روش تفاضل محدود انجام شده و پارامترهای مهم اندازه متوسط ذرات سنتزی محاسبه شده است. بهینه یابی ضرایب کینتیکی فرایند با استفاده از مینیمم سازی اختلاف اندازه متوسط ذرات اندازه گیری شده آزمایشگاهی و اندازه متوسط ذرات محاسبه شده توسط مدل انجام شد. این مدل در کنترل دینامیکی فرایند قابل استفاده می باشد. نتایج نشان می دهند که کوچکترین اندازه ذرات مربوط به ماده فعال سطحی اسپان ۸۰ و پلی اتیلن گلیکول ۱۰۰۰ می باشد. افزودنی آنیلین باعث کاهش اندازه متوسط ذرات و افزایش مورفولوژی هگزاگونال ذرات نقره می شود. این در حالی است که استفاده از سدیم سیترات و پلی وینیل پیرولیدین باعث افزایش اندازه متوسط ذرات می شود. بهینه ضرایب کینتیکی نشان دهنده وابستگی بالای هسته سازی به فوق اشباعیت می باشد. همچنین تعداد اتم های لازم برای تشکیل یک ذره نانو نقره (Ncrit) برابر ۵ محاسبه شد.
کلمات کلیدی: امولسیون معکوس، اندازه متوسط ذرات، مدلسازی، مورفولوژی، نانو ذرات نقره
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه ۱
۱-۱- فلز نقره ۲
۱-۱-۱- خواص فیزیکی و شیمیایی نقره ۲
۱-۱-۲ – منابع و ترکیبات مهم نقره ۳
۱-۱-۳- کاربرد های نانو ذرات نقره ۴
۱-۱-۴- ترکیبات رایج در نانو ذرات نقره ۴
۱-۲- نانو ذرات و روش های سنتز ۶
۱-۳- فرایند ترسیب ۱۰
۱-۳-۱- هسته سازی ۱۲
۱-۳-۲- رشد ۱۵
۱-۴- ترسیب در میکرو امولسیون ها ۱۷
۱-۴-۱- مواد فعال سطحی ۱۸
۱-۴-۲ –اندیس HLB 22
۱-۴-۳ – سنتز نانو ذرات در میکرو امولسیون ها ۲۲
۱-۴-۴ – روش تک امولسیونی و دو امولسیونی ۲۷
۲- فصل دوم: پیشینه تحقیق ۲۹
۲-۱-اهداف ۳۴
۳- فصل سوم: مطالعات آزمایشگاهی ۳۶
۳-۱-تجهیزات و مواد لازم ۳۷
۳-۲- روش آزمایش ۳۸
۳-۳- روش دو امولسیونی ۴۰
۳-۴- آنالیز نانو ذرات نقره تولیدی ۴۲
۳-۴-۱-دستگاه پراکندگی نور دینامیکی ۴۲
۳-۴-۲-آنالیز تفرق اشعه X 43
۳-۴-۳-آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی ۴۴
۳-۴-۴-آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری ۴۵
۳-۴-۵-آنالیز طیف‌بینی فوتوالکترون اشعه ایکس ۴۷
۳-۴-۶-آنالیز اسپکتروفتومتری UV-Vis 48
۴- فصل چهارم: مدل سازی ۵۰
۴-۱-واکنش شیمیایی ۵۳
۴-۲-هسته سازی ۵۴
۴-۳-رشد ۵۵
۴-۴-موازنه جرم ۵۷
۴-۵-بهینه سازی پارامتر های کینتیکی ۵۹
۵- فصل پنجم: نتایج و بحث ۶۰
۵-۱- الگوی XRD نانو ذرات سنتز شده ۶۱
۵-۲-اثر مواد فعال سطحی بر مورفولوژی و توزیع اندازه ذرات ۶۲
۵-۲-۱-آنالیز اسپکتروفتومتری UV-Vis نمونه های سنتز شده ۶۵
۵-۲-۲-عکس های TEM نمونه های سنتز شده ۶۶
۵-۲-۳-عکس های SEM نمونه های سنتز شده ۷۱
۵-۳-اثر مواد افزودنی بر مورفولوژی و توزیع اندازه ذرات ۷۲
۵-۳-۱-عکس های TEM نمونه های سنتز شده در حضور مواد افزودنی ۷۴
۵-۳-۲-عکس های SEM نمونه های سنتز شده ۷۸
۵-۴-نتایج مدلسازی
۵-۴-۱-اثر غلظت هیدرازین بر روی اندازه متوسط ذرات
۵-۴-۱-اثر غلظت نیترات نقره بر روی اندازه متوسط ذرات ۷۹
۵-۴-۲-پارامتر های بهینه مدل ۸۰
۵-۵-نتیجه گیری ۸۳
۵-۶-پیشنهادات ۸۴
مراجع ۸۶
پیوست ۱: نتایج آنالیز اسپکتوفتومتری UV-Vis 95
پیوست ۲: نتایج آنالیز XRD 100
