پایان نامه سنتز نانو ذرات سیلیکون دی اکسید از ضایعات روغن سیلیکون با استفاده از روش تف زاد

          admin 
            بازدید : 138
          جمعه 11 تیر 1395
           نظرات (0)
        

دانشگاه شیراز

دانشکده فناوری های نوین

پایان نامه‎ی کارشناسی ارشد در رشته‎ی نانومهندسی شیمی

سنتز نانو ذرات سیلیکون دی اکسید از ضایعات روغن سیلیکون با استفاده از روش تف زاد

اساتید راهنما

دکتر رضا پولادی

دکتر عبدالمحمد علمداری

اسفند 1391

چکیده

نانو ذرات دی اکسید سیلیسیوم سنتزی[1] دارای کاربردهای صنعتی فراوانی می باشد. استفاده صنعتی از این ذرات در حوزه های سنتی و نیز حوزه های جدید در حال گسترش است که به طور مستمر کاربردهای جدیدی برای آن یافت می شود.SAS در زمینه های کاتالیست، متالوژی، الکترونیک، شیشه، سرامیک، کاغذ، الیاف، اپتیک، الاستومرها، غذا، سلامتی و کروماتوگرافی صنعتی کاربرد دارد. امروزه تولید دی اکسید سیلیسیوم سنتزی با تولیدی بیش از 000/400/3 تن در سال یک صنعت رو به رشد است. روش های قدیمی تولید این جسم بر اساس هیدرولیز گاز سیلان در محیط های مختلف یا هیدرولیز و تراکم ارگانو سیلوکسان ها در مخلوطی از آب – آمونیاک و الکل های ساده می باشد که هزینه تولید بالایی دارند و کاربری این ماده را محدود می کند. در این پژوهش از روشی استفاده شد که در آن از روغن سیلیکون و ترکیبات آلی سیلیسیوم دار ضایعاتی استفاده شد و روش را ساده تر و ارزان تر کرد. نانو ذرات دی اکسید سیلیسیوم سنتزی با تبخیر روغن سیلیکون توسط حرارت ناشی از احتراق گاز طبیعی و تزریق آن در شعله تولید شد. این بخارات در شعله حاصل شده محترق گردید. گازهای حاصل از احتراق شامل سیلیکون دی اکسید، کربن دی اکسید و آب می باشد که توسط جریانی از یک سیال در نظیف کننده[2] مدل ونچوری مرطوب شسته شد. اندازه ذرات توسط نسبت مولی اکسیژن و روغن سیلیکون، تغییر در دمای واکنش و نیز تغییر مایع شستشو کنترل و مورد بررسی قرار گرفت.

با افزایش دما به علت افزایش سرعت واکنش شیمیایی اندازه ذرات ابتدا کاهش و سپس به دلیل تجمع افزایش یافت. بهترین دما 1000 درجه سانتیگراد به دست آمد با افزایش غلظت روغن سیلیکون اندازه ذرات افزایش یافت و بهترین نتیجه در غلظت تزریق دو میلی لیتر در دقیقه روغن سیلیکون حاصل شد. با تغییر مایع نظیف کننده نیز مشخص شد که مایعات غیر قطبی ذرات با اندازه کمتری به دست می آید.بعلاوه در این پژوهش روش سل – ژل با هیدرولیز تترا اتوکسی سیلان در محیط آبی مورد بررسی قرار گرفت. تترا اتوکسی سیلان در محیط آبی و در حلال اتانول و به کمک کاتالیزور آمونیاک هیدرولیز می گردد و سل سیلیکون دی اکسید تولید می گردد. با تغییر نسبت های مولی مواد، دمای واکنش هیدرولیز و سرعت همزدن ، شرایط بهینه به دست آمد که منجر به تولید سل – ژل و نهایتا با خشک کردن آن زیروژل حاصل گردید.شرایط بهینه تو لید ژل غلظت 7/0 میلی لیتر تترا اتوکسی سیلان در در 35 میلی لیتر اتانول مطلق و در دمای 60 درجه سانتیگراد و سرعت همزدن 600 دور در دقیقه و افزودن 1/0میلی لیتر آب در قسمت های 02/0 میلی لیتری در طول زمان 50 دقیقه ونهایتا افزودن یک میلی لیتر آمونیاک 25 درصد در طول زمان یک دقیقه به دست آمد.

تصویر TEM سایز ذرات 30 نانومتر را تایید می کند.

فهرست مطالب

عنوان	صفحه
فصل اول: مقدمه
1-1- مقدمه ای بر فناوری نانو	2
1-2- ضرورت انجام تحقیق	5
فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده و مباحث تئوری
2-1- دانش کلوئیدها	8
2-2- تاریخچه	10
2-3- سل، ژل و پودر	12
2-4- شیمی سیلیکا	13
2-4- خواص شیمیایی و فیزیکی سیلیکا	17
2-6- ژل شدن، کوآگولاسیون، فلوکولاسیون و کوآسرویشن	18
2-7- هسته زایی، پلیمریزاسیون و رشد سیلیکا	21
2-8- روش های تولید صنعتی	22
2-8-1-تولید پلی سیلیسیک اسید	24
2-8-2- روش سل – ژل	25
2-8-3- تئوری روش سل – ژل	26
2- 9- پایداری سل سیلیکا	31
2-10- کاربردهای سل سیلیکا	34
2-11- معایب روش مرطوب	35
2-12- روش های تف زاد	35
2-13- خواص منحصر به فرد سیلیکا	37
2-14- کاربردهای سیلیکا	38
2-14-1- بهبود خواص مکانیکی	38
2-14-2- افزودنی جهت جریان پذیری	39
2-14-3-کاربردهای آن به عنوان حمل کننده	40
2-14- 4- کاربرد به دلیل تاثیرات سطحی	41
2-14-5- استفاده به عنوان رنگدانه	41
2-15-6- استفاده به دلیل خواص الکتریکی	41
2-14-7- استفاده به عنوان جاذب	42
2-14-8- استفاده به عنوان کاتالیزور	42
2-14-9- استفاده های دیگر	42
2-14-10- مصرف جهانی	45
فصل سوم: روش تحقیق
3-1- مقدمه	52
3-2- ساخت نانو ذرات سیلیکون دی اکسید SAS به روش آئروسل از ضایعات روغن سیلیکون و ارگانو سیلان ها	52
3-2-1- روش تف زاد	52
3-2-2- مراحل آزمایش	53
3-2-3- طراحی و ساخت سیستم	54
3-2-3-1- اجزای دستگاه	55
3-2-3-1-1- سیستم پمپاژ روغن سیلیکون ضایعاتی	55
3-2-3-1-2- فیلتر	56
3-2-3-1-3- پمپ	56
3-2-3-1-4- روتامتر	58
3-2-3-1-5- مشعل	60
3-2-3-1-6- محفظه احتراق	61
3-2-3-1-7- نظیف کننده مرطوب	62
3-2-4- مواد روش تف زاد	63
3-2-4-1- شیمی سیالات سیلیکونی	63
3-2-5- شرح آزمایش	68
3-2-6- روش کار	68
3-3- 6- سنتز سیلیکا به روش سل – ژل از طریق هیدرولیز TEOS	70
3-3-1- مواد روش سل – ژل	70
3-3-2-لوازم مورد استفاده روش سل – ژل	70
3-3-3- روش کار سل – ژل	70
فصل چهارم: بحث و نتایج
4-1- مقدمه	74
4-2- تاثیر دما در روش تف زاد	74
4-4- تاثیر غلظت ماده اولیه در روش تف زاد	79
4-5- تاثیر مایع نظیف کننده در روش تف زاد	83
4-2- بررسی نتایج روش سل – ژل	85
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1- نتیجه گیری	91
5-2- پیشنهادات	92
5-2-1- روش تف زاد	92
5-2-2- روش سل – ژل	92

منابع	94

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

ارسال نظر برای این مطلب