دانلود پایان نامه درباره اکسیداسیون و پایداری

دانلود پایان نامه
  • عنصر آهن به طور طبیعی دارای سه اکسید طبیعی هماتیت، مگنتیت، و مگهمیت میباشد. هماتیت فراوانترین نوع از اکسیدهای آهن میباشد و نسبت به دو نوع دیگر دارای پایداری بیشتری میباشد. گونههای دیگر نیز در نهایت به این گونه تبدیل میشوند.
    مگنتیت از لحاظ مغناطیسی، فرو مغناطیس میباشد و در بین فلزات واسطه بیشترین خاصیت مغناطیسی را دارد. این اکسید آهن مشکی رنگ است. در واقع به علت خاصیت مغناطیسی خیلی زیاد مگنتیت و افزایش این خاصیت برای ذراتی با گستره ی شعاعی در حد نانومتر، مطالعات بسیار زیادی در زمینهی سنتز و کاربرد این ذرات انجام گرفته است]7[.
    1-5- روشهای سنتز نانوذرات مغناطیسی
    برای تولید نانو ذرات روش های بسیار متنوعی وجود دارد. از جمله روشهای میکروامولسیون [9،8]، روشهای سل- ژل[10]، روش‌های فازگازی[11]، معمولترین روش ساخت نانو ذرات مغناطیسی، روش همرسوبی نمکهای آهن در محیط قلیایی است[13،12]. روش همرسوبی سادهترین و پر بازدهترین روش شیمیایی برای بدست آوردن این ذرات است. همچنین این روش‌ معمولاً‌ کم هزینه و با بازدهی بالا میباشد[14]. بنابراین در این تحقیق از روش همرسوبی نمکهای آهن در محیط قلیایی برای ایجاد ذرات نانو استفاده گردیده تا بتوانیم با نانو ذرات حاصل شده، خالص سازیهای بهتر، سریع تر و با راندمان بالاتر را ایجاد نماییم.
    1-5-1- روش همرسوبی
    همرسوبی یک روش ساده و بیدردسر برای سنتز اکسیدهای آهن (Fe3O4 و -Fe2O3γ) از محلولهای آبی [Fe2+/Fe3+] از طریق افزایش یک باز (قلیا) تحت اتمسفر بی‌اثر و در دمای اتاق یا دماهای بالا میباشد. اندازه، شکل و ترکیب نانوذرات مغناطیسی تولید شده به میزان زیادی به نوع نمکهای مصرفی (کلراید، سولفات، نیترات و پرکلرات)، نسبت Fe2+/Fe3+، دمای واکنش، pH و قدرت یونی محیط بستگی دارد. با این روش سنتزی در صورت ثابت بودن شرایط سنتز، کیفیت نانوذرات تولید شده کاملاً تکرار پذیر خواهد بود.
    معمولاً مگنتیت (Fe3O4) با افزودن یک باز (قلیا) به مخلوط آبی از کلرید آهن II و III در یک نسبت مولی 2:1 تهیه میشود. رسوب مگنتیت سیاه رنگ میباشد. میدهد. واکنش کلی به این صورت نوشته میشود:
    Fe2+ + 2Fe3+ + 8OH- Fe3O4 + 4H2O
    بر طبق ترمودینامیک این واکنش، در نسبت مولی 1 به 2 از Fe2+ به Fe3+ و تحت محیط عاری از اکسیژن رسوب کاملی از Fe3O4، در pH 9 تا 14، تشکیل خواهد شد. در غیر این صورت Fe3O4 حاصل ممکن است به صورت زیر اکسید شود:
    Fe3O4 + 0.25O2 +4.5 H2O 3Fe (OH) 3
    این مسأله به میزان زیادی روی خواص فیزیکی و شیمیایی نانوذرات مغناطیسی سنتز شده تأثیرگذار است. برای ممانعت از اکسیداسیون احتمالی ذرات در هوا و همین طور جلوگیری از تجمع آنها، نانوذرات سنتز شده معمولاً با مولکولهای آلی یا معدنی در طول فرآیند پوشیده میشوند. برای کنترل سینتیک فرآیند که شدیداً به سرعت اکسایش گونههای آهن بستگی دارد، سنتز ذرات باید در محیطی عاری از اکسیژن و با عبور دادن گاز نیتروژن از ظرف واکنش انجام شود. عبور گاز نیتروژن از درون محلول نه تنها از اکسایش مگنتیت جلوگیری میکند بلکه اندازه ذرات را در مقایسه با روش های بدون حذف اکسیژن کاهش میدهد [16,15].
    از معایب این روش سنتزی این است که pH مخلوط واکنش باید در هر دو مرحله سنتز و خالص سازی تنظیم و کنترل شود. همچنین به دلیل نسبت بزرگ مساحت سطح به حجم، نانوذرات سنتز شده از طریق همرسوبی تمایل به تجمع در محلول دارند تا انرژی سطح شان را کاهش دهند [16].

      تحقیق رایگان با موضوع دینامیکی و وابستگی

    شکل (1-1)، مکانیسم تشکیل نانوذرات مگنتیت از طریق افزودن یک باز به مخلوط یون های Fe2+ و +Fe3
    1-6- روشهای مشخصه یابی نانو ذرات
    نانو مواد دارای مشخصات متنوعی هستند که برای تعیین هرکدام از آنها به ابزار و وسایل دقیقی نیاز است. از این رو تجهیزات و روشهایی شامل آنالیز میکروسکوپی، آنالیز ساختاری، روش های تعیین اندازه و سطح ویژه ذرات، آنالیز پیوندی، آنالیز عنصری، روشهای تعیین ضخامت فیلم و تعداد لایه، روشهای تعیین خواص فیزیکی و روشهای جداسازی برای این منظور مورد استفاده قرار می گیرد. نتیجه آنالیزهای مذکور به صورت تصویر، طیف و یا گراف است که اطلاعاتی در مورد ابعاد، شکل، انواع پیوندها و عناصر و مقدار تخلخل ارائه می دهد [17].
    برخی از روشهای کاربردی عبارتند از :
    1- میکروسکوپی الکترون روبشی (SEM)
    میکروسکوپ الکترونیکی روبشی، نوعی میکروسکوپ الکترونیکی است که در آن تصویر بیشتر بر اساس الکترون شکل میگیرد. این سیستم به منظور مطالعه مستقیم سطوح جامدات طراحی شده است.

    این نوشته در مقالات و پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.