منابع پایان نامه ارشد با موضوع مکان کنترل و درجه حرارت

دانلود پایان نامه

1-4-2-3 پچینی
در سال 1967 فرآیند سل-ژل اصلاح شده را برای فلزاتی که مناسب واکنشهای متداول سل-ژل
نبودند، گسترش پیدا کرد. روش پجینی به تشکیل کمپلکس فلزات قلیایی،قلیایی خاکی، فلزات واسطه یا هر غیرفلز با عاملهای کیلیتساز آلی دو یا سه دندانهای نظیر اسیداستیک اشاره میکند.
یک پل الکل نظیر اتیلن گلیکول برای ساختن اتصالات مابین کیلیتها به وسیله یک واکنش پلی استریفیکان ، باعث ژلاتاسیون مخلوط واکنشها میشود.بعد ازخشک شدن ژل،ماده حاصل حرارت دیده تا پیرولیز اولیه بخشهای آلی انجام شود که باعث آگلومره شدن ذرات اکسیدی ریز میشود. عاملهای کیلیتساز تمایل به تشکیل کمپلکس پایدار با فلزات در محدودههای pH مناسب، برای تولید اکسیدهای پیچیده دارند. از محدودیت این روش می توان به کنترل کم بر روی اندازه ذرات و شکل و مورفولوژی آن اشاره کرد[22].
1-4-2-4 مایسل معکوس
اساس این روش بسیار ساده است. دو ترکیب شیمیایی برای ایجاد محصول با یکدیگر واکنش می دهند. چنانچه دو ترکیب در مقادیر زیاد با یکدیگر مخلوط شوند، ذراتی با اندازه بزرگ به وجود می آورند. برای تشکیل نانوذرات، انجام چنین واکنش هایی می بایست در ابعاد خیلی کوچکتر انجام شود. در این فرآیند از دو فاز آبی و آلی استفاده می کنند، که با یکدیگر مخلوط نمی شود ولی چنانچه با سرعت همزده شوند، قطرات یک فاز به صورت سوسپانسیون در دیگری حل میشوند. اندازه این قطرات با افزایش سورفکتانت تا حد خیلی زیادی ریز می شود.( سورفکتانت‌ها یا مواد فعال سطحی موادی هستند که هنگامی که به مقدار بسیار ناچیز استفاده می‌شوند کشش سطحی آب را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهند(. مولکول های سورفکتانت روی سطح یک قطره آب جمع شده و آن را پایدار می کنند . چنین قطرهای مایسل نامیده می شود. از آنجایی که قطره حاصله خیلی کوچک است به عنوان یک محیط واکنش ایده آل برای تشکیل نانوذره می باشد. مقادیر کمی از واکنش دهنده می تواند به داخل این قطره نفوذ کند و وقتی با واکنش گر دوم واکنش می دهد، ذره خیلی کوچکی حاصل می آید. در این فرآیند از دو ماده شیمیایی که یکی در فاز آلی و دیگر در فاز آبی حل می شود، استفاده می کنند. امولسیون مورد نیاز از طریق مخلوط نمودن حجم کمی از فاز آبی درحجم بالایی از فاز آلی بدست می آید. اندازه قطرات آب وابسته به نسبت آب / سورفکتانت است. سورفکتانت بین قطره آب و فاز آلی قرار می گیرد. فرایند بدین صورت است که ماده شیمیایی که در آب حل می شود به محلول اضافه شده و همزده می شود، از آنجائیکه این ترکیب در فاز آلی حل نمی شود، به صورت یکنواخت در فاز آب حل می گردد. سپس ترکیب شیمیایی دوم که در فاز آلی حل می شود به محلول اضافه می گردد. مقادیر خیلی کمی از آن وارد فاز آبی شده و با ترکیب قابل حل در آب واکنش میدهد و ذرات کوچک را حاصل می آورد[22].
1-4-2-5 تخریب حرارتی
یکی از پرکاربردترین روشهای سنتز نانومواد استفاده از حرارت برای تخریب پیشمادهی مورد نظر است.
دو نوع تخریب حرارتی داریم:
با استفاده از سورفکتانتهای آلی و در دمای پایین
بدون استفاده از سورفکتانتهای آلی و در دمای بالا
در مورد دوم چون از سورفکتانتهای آلی استفاده نمی شود ناچار به انجام فرآیند در دماهای بسیار بالا هستیم اما در روش اول استفاده از سورفکتانت های آلی علاوه بر اینکه دمای واکنش را کاهش می دهد موجب میگردد که نانوذرات به خوبی از هم جدا شده و کلوخه ای نشوند.
روش تخریب حرارتی، یکی از مهم ترین روش ها در سنتز نانو مواد است، به ویژه نوع اول آن از اهمیت بیش تری برخوردار است . این فرآیند به آسانی قابل کنترل است زیرا میزان دما و سورفکتانت را می توان تعیین نمود و با تعیین این عوامل، فرایند کنترل می شود. از سوی دیگر می توان اتمسفر موردنظر را برای تولید محصول دلخواه به راحتی ایجاد کرد، زیرا تنها با استفاده از یک بالن سه دهانه واکنش انجام می گیرد و به آسانی می توان اتمسفر را در این فضای کوچک برقرار نمود . علاوه بر این، در این فرآیند امکان کنترل اندازه ی ذرات نیز وجود دارد. اگر عوامل مختلف مانند دما، زمان، نوع و مقدار سورفکتانت را طی آزمایش هایی تغییر دهیم تا به یک محصول دلخواه با اندازه ی خاص برسیم، میتوانیم با تکرار شرایط بهینه شده مجددا آن محصول را به دست آوریم و به محصولاتی با اندازه ی موردنظر دست یابیم[23].

مطلب مرتبط :   هویت معنوی: رویکرد فردی و بافتی

شکل (1-7) شماتیکی از فرآیند تخریب حرارتی توسط اشعه لیزر
1-4-2-6 سونوشیمی
در این روش انرژی امواج ماوراصوت برای انجام واکنشهای شیمیایی استفاده میشود. زمانی که یک سیال در معرض امواج صوتی بالا قرار میگیرد، تعداد زیادی حباب ریز داخل سیال بوجود میآیند. با رشد این حبابها تا اندازه بحرانی، حبابها فرومیپاشند و به طور موضعی درون آنها مناطقی با فشار و دمای بالا تولید میشود. دمای این مناطق که پایداری آنها در حد نانوثانیه است، حدود 5000 کلوین است. فشار ایجاد شده نیز بسیار بالاست. تحت این شرایط امکان بسیاری از واکنشها فراهم میشود.یکی دیگر از ویژگیهای این فرآیند، سرعت بسیار زیاد سرمایش آن در اطراف حبابها میباشد که شرایط تولید نانوذرات را فراهم میکند.داخل محلول به سه منطقه تبدیل میشود:
منطقه داخلی حبابها که پس از انهدام، دما و فشار بالایی به وجود میآید.
فصل مشترک بین سیال و حباب که درجه حرارت کمتری نسبت به داخل آن دارد. ولی هنوز به اندازه کافی بالاست.
حجم سیال که دمای آن برابر دمای محیط است.
واکنش شیمیایی لازم برای تولید نانوذرات معمولا در فصل مشترک حباب و سیال انجام میشود و علت آن سرعت بالای سرمایش است. از عوامل موثر بر واکنش مواد اولیه و نوع حلال، توان امواج ماوراصوت، نیروی جاذبه، زمان اعمال امواج اشاره کرد.