دانلود پایان نامه
1-4-2-7 سنتز احتراقی (CS)
سنتز احتراقی مواد، روشی پیشرفته در متالوژی پودر به شمار میرود که روشی کارا و کم هزینه برای ساخت مواد صنعتی گوناگون است. امروزه این روش راهی متداول برای ساخت نانو مواد به شمار میآید و تا کنون در کشورهای بسیاری مورد استفاده قرار گرفته است. در سالهای گذشته، پیشرفتهای بسیار شگرفی در این زمینه صورت پذیرفته و با تکیه بر قابلیتهای آن برای بهبود مواد، ذخیرهی انرژی و حفاظت از محیط زیست صورت گرفته است. آنچه در سنتز احتراقی در جایگاه نخست اهمیت قرار دارد، ماهیت فیزیکی مواد واکنشگر است[25].
سنتز احتراقی بر اساس ماهیت فیزیکی مواد به سه دسته تقسیم میشود [26]:
SHS مرسوم نانو مواد، یعنی واکنش دهندهها در حالت جامد هستند
CSCسنتز احتراقی در محلول، یعنی محیط اولیه واکنش محلول آبی است
سنتز نانو مواد در شعله، یعنی احتراق فاز گازی
روش سنتز احتراقی در محلول (SCS) که یک واکنش اکسایشی – کاهشی میباشد، از یک محلول آبی حاوی نمکهای پایدار فلزی که پیش ماده اکسیدهای مطلوب نهایی هستند و یک سوخت آلی که به خوبی در آب حل میشود و به عنوان کاهنده شیمیایی عمل میکند، استفاده میشود. در بین نمکها، نیتراتهای هیدراته در آب به خوبی حل شده و محلول همگنی را بوجود میآورند. به همین دلیل به سایر نمکها ترجیح داده میشوند. برای انجام فرآیند سنتز ابتدا مواد اولیه به همراه سوخت در حلال مناسب حل میشوند.(معمولا سوخت مناسب قابل حل در آب میباشد و رسوب نیز ایجاد نمیکند.) سپس محلول به دست آمده را حرارت میدهند تا تبخیر شده و یک ژل به دست آید. با ادامه حرارت دهی در ژل ایجاد شده احتراق صورت میگیرد که همان انرژی لازم برای انجام واکنش است و محصول نهایی تولید میشود. به دلیل خروج بسیار زیاد گاز فرآوردهها به شدت پف کرده و به شکل اسفنجی درمیآیند. زمان انجام این فرآیند از آغازین مرحله تا پایان 5 تا 12 دقیقه به طول میانجامد که اگر واکنش به صورت کامل انجام شود فرآوردهها از ساختار همگنی برخوردار خواهند بود[25].
عوامل موثر بر واکنش:
نوع سوخت: سوخت هایی که در سنتز احتراقی مورد استفاده قرار میگیرند اوره، گلایسین، اسید
سیتریک، DFH، TFTA، CH میباشند. سوختها در حین فرآیند احتراق انرژی لازم برای سنتز را فراهم میکند و با توجه به اینکه سوختهای آلی دارای کربن و هیدروژن میباشند در هنگام احتراق گاز CO2 و H2O را تولید کرده و گرمای زیادی آزاد میکنند. از طرف دیگر، دمای تجزیه سوخت و اکسنده نیز باید هم پوشانی داشته باشند. زیرا اگر دمای تجزیه آن ها فاصله زیادی از هم داشته باشند واکنش های اکسایش و کاهش هم زمان رخ نمیدهند و احتراق شکست میخورد.
نسبت سوخت به اکسنده ( ) : توازن استوکیومتری زمانی اتفاق میافتد که 1= باشد. اگر 1<𝜑 حالت غنی از سوخت و 1>𝜑 حالت رقیق از سوخت را بیان میدارد[27].

مطلب مرتبط :   منابع پایان نامه ارشد با موضوع پیوند دوگانه و فنیل آلانین

دمای اولیه سنتز: دمای اشتعال نیز اگر خیلی پایین باشد ممکن است اصلاً واکنش شروع نشود. از طرفی اگر مقداری آب اضافی در هنگام اشتعال باقی مانده باشد باعث کاهش دمای شعله و بلورینگی ناقص میشود.
مزایا
در این روش فرآیند به وسیلهی شرایط منحصر به فرد شامل سرعتهای بالای حرارتدهی
(بالای 106 کلوین بر ثانیه)، دماهای بالا (بالای ℃ 3227) و زمان کوتاه انجام واکنش میباشد. بدین روی، روشهای احتراقی برتریهای قابل توجهی نسبت به روشهای مرسوم دارند. برجستهترین این برتریها، گرمای برآمده از واکنش است که به جای یک منبع بیرونی عمل میکند که باعث میشود ابزارهای ساده به جای کورههای دمای بالا مورد استفاده قرار گیرد. از طرفی ساخت مواد با خلوص بالا، در این روش مورد توجه است. زیرا در دماهای بالا، ناخالصیهای موجود رد واکنش پاکسازی میشوند. هم چنین فرآیند ساده و قابل تحلیل، مراحل آماده سازی ساده، همگن بودن محصولات به لحاظ شیمیایی از مزایای دیگر این روش میباشد.
محدودیتها
عدم کنترل مراحل موثر بر فرآیند به علت سرعت بالای واکنش، عدم کنترل روی اندازه و شکل ذرات و بازدهی کم به علت کوتاه بودن زمان واکنش از محدودیت های این روش میباشد.
فصل دوم
خواص و ویژگیهای پتاسیم تیتانیل فسفات
2-1 مقدمه