توضیحات
عنوان: بررسی سنتز و کاربرد کاتالیزور های نانوذرات مغناطیسی آهن تثبیت شده با ترکیبات آلی و اکسیدهای فلزات
- معرفی
- نانوذرات مغناطیسی اکسیدآهن
- سنتز نانو ذرات مغناطیسی
- روش سل – ژل
- روش هیدروترمال
- تکنیک تجزیه گرمایی
- روش میکروامولسیون
- محافظت از پایدارسازی نانوذرات مغناطیسی
- نانوذرات مغناطیسی پراکنده شده در ماتریکس
- شناسایی نانوذرات مغناطیسی
- میکروسکوپ الکترونی روبشی
- میکروسکوپ الکترونی عبوری
- دستگاه مغناطیس سنج نمونه لرزان
- پراش پرتو ایکس پودری
- فصل بررسی مطالعات پیشین
- مس غوطه ور شده بر روی نانوذرات مغناطیسی ترایزول
- سنتز یک مرحلهای H tetrazoles با استفاده از
- نانوذرات متشکل از اکسید آهن
- مغناطیسیسازی اکسیدهای فلزی
- ثابت کردن یونهای مس بر نانوذرات مغناطیسی
- استفاده از امواج مایکروویو در سنتز
- فصل نتیجهگیری
- نتیجهگیری
فصل اول
کلیات موضوع
1-1- معرفی
نانو شیمی یک شاخه تحقیقاتی به طور گسترده در حال رشد در علم مدرن می باشد که سنتز و کاربردهای نانومواد با اندازه و شکل های مختلف را در برمی گیرد. مواد در مقیاس نانو متفاوت از حالت تودهای خود بوده و خواص منحصر به فردی را نشان می دهند. به عنوان مثال یکی از خصوصیات جالب کادمیم سلنید، خاصیت فلورسانسی آن می باشد، در حالی که ذرات ۲۵ نانومتری در منطقه سبز، فلورسانس می کنند، ذرات ۷ نانومتری در ناحیه قرمز این اثر را از خود نشان می دهند. از این رو با تغییر اندازه و افزایش نسبت سطح به حجم و اثر کوانتومی، مواد خواص متفاوتی از خود نشان می دهند. از آنجایی که کاتالیزورها به عنوان یک ماده صنعتی مهم از اوایل قرن هجدهم پا به عرصه تحقیقات گذاشتند و از آن زمان تا امروز بیشتر از ۹۵ درصد مواد شیمیایی با فرآیندی که حداقل شامل یک مرحله کاتالیتیکی باشد، تولید می شوند. مواد با ساختار نانو نسبت به همتای تودهای خود دارای مزایایی می باشند. تمام این مزیت ها نیز از کاهش اندازه ذرات و افزایش نسبت سطح به حجم آنها ناشی می شود. با کاهش اندازه یک ذره، دسهم و مشارکت اتم های موجود در سطح آن افزایش پیدا می کند و این باعث افزایش تاثیر اثرات سطح در خصوصیات ماده می شود. این افزایش اثرات سطح در خصوصیات در حوزه کاتالیزورها از طرفی منجر به افزایش تعداد مکان های فعال کاتالیتیکی می شود و از سویی دیگر میزان بارگیری کاتالیزورها را افزایش می دهد. همچنین برخلاف ذرات در اندازه میکرو، نانو ذرات به آسانی در یک محیط مایع و در حلال های مختلف پراکنده شده و سوسپانسیون های پایدار ایجاد می کنند، این پراکندگی بالا موجب برهمکنش بیشتر کاتالیزور با مواد واکنشگر و افزایش کارایی کاتالیزور می شود[1].
تمرکز اصلی تحقیقات کاتالیتیکی در گذشته بر افزایش فعالیت و انتخاب گری بود و بازیابی کاتالیست واقعا یک نگرانی جدی نبود. اما، در رویکردهای شیمی سبز برای واکنش های کانالیتیکی، بازیابی و استفاده از کاتالیست به دلیل سازگاری زیست محیطی و اقتصادی مهم شده است. کاتالیست های هموژن مزایایی دارند اینکه به راحتی در سطح مولکولی استفاده می شوند و به آسانی در محیط واکنش حل می شوند، چنین کاتالیست هایی به طور گسترده در دسترس هستند و انتخاب گری و فعالیت بالایی حتی در شرایط ملایم از خود نشان می دهند. در حالیکه خارج کردن آنها از محیط واکنش برای جلوگیری از آلوده کردن محصول، مراحل خالص سازی خسته کننده و پرهزینه ای را نیاز دارد و اغلب لیگاندها یا فلزات گران قیمتی را دربر می گیرند. بنابراین، علی رغم مزایای ذاتی شان، کاتالیست جای هموژن در کمتر از ۲۰ فرآیندهای صنعتی مرتبط استفاده می شوند.
2-1- نانوذرات مغناطیسی اکسیدآهن
اکسیدهای آن دارای ترکیبات مختلف و هر ترکیب دارای خواص مغناطیسی متفاوتی است (جدول ۱-۱). در این بین، مواد مورد علاقه با هدف استفاده از خواص مغناطیسی عبارتند از مگمیت، مگنتیت و اکسیدهای دوفلزی () (که در آن M شامل منگنز، کبالت، نیکل یا مس است) میباشند. این مواد دارای خاصیت فری مغناطیس هستند. اکسیدهای فری مغناطیس در مقایسه با مواد فرومغناطیس مانند آهن، کبالت و نیکل ذات) | عکس العمل مغناطیسی کمتری نشان می دهند اما در برابر اکسیداسیون مقاوم تر بوده و خواص مغناطیسی پایدارتری دارند. فریت ها اکسیدهای مغناطیسی پیچیده ای می باشند که از اکسید آهن (III) به عنوان جزء اصلی تشکیل شده اند. فریتها مواد مغناطیسی نرمی هستند که در طول نیم قرن کاربردهای فراوانی یافته اند و با توجه به تاریخچه ۴۰ سال اخیر، در میان مواد نانوساختار در زمینه کاربردهای بیولوژیکی، پیشتاز بودهاند، مگسیت و مگمیت، مرسوم ترین مواد برای ساخت فروسیالها بوده و در این راستا پژوهش های بسیاری را به خود اختصاص دادهاند[2].
جدول ۱-۱- انواع اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن [2]
3-1- سنتز نانو ذرات مغناطیسی
فرایند تولید نانوذرات که تمام نیازهای کاربردی را تأمین نماید بسیار چالش برانگیز است. روش های موجود به دو دسته کلی روش های فیزیکی و شیمیایی تقسیم می شوند. از روش های فیزیکی می توان به تبخیر با استفاده از قوس الکتریکی، تبخیر حرارتی، تبخیر لیزری با پلاسما اشاره کرد، از روش های شیمیایی نیز می توان به روش های سل – ژل، رسوب دهی با هم رسوبی، روش های احتراقی، نشاندن بخار شیمیایی، میکروامولسیون، روش های هیدروترمال و سنتز در شعله اشاره کرد. تقسیمبندی دیگر روش های تولید نانوذرات، برحسب محیط اتجام واکنش می باشند. واکنش می تواند در فاز گاز، مایع یا جامد انجام شود. به عنوان مثال روش های سنتز با پیرولیز افسانه ای، پیرولیز با افتادن الکتریکی، پیرولیز با پاشش در شعله، پیرولیز با لیزر چگالش گاز خشتی، اسپاتر کردن پوستی در فاز گاز انجام می شود. روش هایی مانند سل-ژل، هم رسوبی، میکروامولسیون، تابش لیزر در مایعات نیز در فاز مایع انجام می شوند. واکنش در دماهای پایین نیز نمونهای از واکنش ها در حالت جامد است. گفتنی است که روش های شیمیایی نسبت به روش های فیزیکی رایج و یا با بازدهی بالاتری صورت می گیرند. مزیت عمده قابل اشاره روش های شیمیایی در محیط های آبی عبارت است از قابلیت کنترل اندازه و حتی شکل ذرات میباشد. البته روش های تولید متنوعی به کار گرفته شده اند و برخی از این روش ها حتی کیفیتی مناسبی از نانوذرات تولید شده بدست دادند. در این بخش به کلیات روش های تولید تاتوذرات مغناطیسی پرداخته می شود.
توجه:
برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.
لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.
به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.
سفارش تحقیق
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.