تبلیغات
پورتال علمی فرهنگی هنری تفریحی کرکبود - سنتز نانوذرات اكسید سرب در حضور امواج اولتراسونیك
پورتال علمی فرهنگی هنری تفریحی کرکبود
مقالات تخصصی , علمی ,فرهنگی ,هنری ,مطالب جالب, خواندنی ,دیدنی ,تفریحی , کرکبود

آخرین مطالب سایت

طبقه بندی مطالب سایت

سنتز نانوذرات اكسید سرب در حضور امواج اولتراسونیك

سنتز نانوذرات اكسید سرب در حضور امواج اولتراسونیك
نانوذرات اكسید سرب ( II ) ازواكنش نیترات سرب با كربنات سدیم در حضور امواج اولتراسونیك و افزودنی پلی وینیل پیرولیدون ( PVP ) به عنوان جهت دهنده سنتز شد. با فزایش كربنات سدیم به نیترات سرب، رسوب كربنات سرب تشكیل می شود كه پس از جداسازی، در دمای C? 320 برای دو ساعت قرار گرفته تا بعد از دست دادن CO2 تبدیل به PbO شود. اثر عوامل مختلف نظیر غلظت واكنشگرها، دمای سنتز و اثر چند افزودنی مختلف به روش "یك عامل در یك زمان" بررسی شد. 

 


.

سنتز اكسید سرب در شرایط بهینه شده شامل نیترات سرب M 1/0 ، كربنات سدیم M 2/0 ، دمای ? C40 و PVP با غلظت g/l 6 منجر به تشكیل نانوذرات اكسید سرب با یك ساختار بسیار متخلخل می شود. مورفولوژی و اندازه ذرات سنتز شده بوسیله دستگاه میكروسكوپ الكترنی ( SEM ) بررسی شد. 

مقدمه 
 

اكسیدهای سرب به دلیل كاربرد متنوع مورد توجه فراوان قرار دارد( بخصوص PbO و PbO2 ) كه در این میان دی اكسید سرب به روش های متفاوتی تولید شده است اما تولید نانو ذرات اكسید سرب PbO ) ) به صورت محدود مورد بررسی قرار گرفته است كه از آن جمله میتوان به تولید نانو ساختاربه روش اسپری كه هدف آن افزایش سطح تماس آن در باتریهای همراه با یون لیتیم ]1[ میباشد را نام برد. 

2. بخش تجربی 
 

2-1- مواد 
 

برای تولید نانوذرات اكسید سرب از نیترات سرب وكربنات سرب و PVP كه ساخت كمپانی Loba Chemie از كشور هند میباشد، استفاده شد. 

2-2- دستگاهها 
 

برای سنتزاز دستگاه اولتراسونیك با مدل TECNO_GAZ ، TECNA6 از كشور ایتالیا استفاده شد. برای بررسی مورفولوژی و اندازه ذرات از دستگاه میكروسكوپ الكترونی ( SEM ) مدل XL30 ساخت كمپانی فیلیپس ازكشور هلند استفاده شد. روكش دهی نانوذرات با طلا به منظور تهیه عكسهای الكترونی با دستگاه لایه گذاری طلا ساخت شركت Bal-Tek كشور سوئیس استفاده شد. 

2-3- روش 
 

ابتدا نیترات سرب را با غلظت 1/. مولار تهیه كرده مقدار cc100 از آن را داخل بالن cc 500 ریخته ومقدار 10 گرم PVP بدان اضافه كرده وپس از حل شدن داخل اولتراسونیك قرار داده ودر دمای C?40 مقدار cc100 كربنات سدیم 2/. مولار به آن اضافه شد. رسوب كربنات سرب سفید رنگ بسرعت تشكیل شد كه بعد از یك ساعت، با آب مقطر و اتانول شستشو داده شده و سپس صاف شد. به مدت یك ساعت در داخل اتانول با امواج اولتراسونیك هم زده شد. آنگاه دوباره صاف شده و به مدت 2 ساعت درداخل كوره C?320 گذاشته شد تا با آزاد شدن CO2 تبدیل به PbO شود. بعد از سنتز هر نمونه، ساختار و اندازه ذرات سنتز شده توسط دستگاه میكروسكوپ الكترونی مشاهده و بررسی شد. 

3. نتایج وبحث 
 

بهینه سازی شرایط سنتز نانو ذرات اكسید سرب به منظور دسترسی به نانو ساختار منظم با بررسی اثر غلظت واكنشگرها، دما ومقدار PVP بررسی شد. 

3-1- اثر حضور امواج اولتراسونیك 
 

با سنتز یك نمونه در حضور امواج اولتراسونیك و یك نمونه دیگر بدون حضور این امواج مشاهده شد كه تابش امواج اولتراسونیك بر محلول سنتز اكسید سرب منجر به تشكیل ساختار منظم و ریزتری می شود. 

3-2- اثر غلظت واكنشگرها 
 

غلظت نیترات سرب از M 01/0 تا M 1 و غلظت كربنات سدیم از M 02/0 تا M 2 تغییر داده شد و اثر این تغییرات با تهیه عكس میكروسكوپ الكترونی از هر نمونه مشاهده شد. به عنوان نمونه تغییرات ساختار در 2 مورد از نمونه ها نشان داده می شود. هنگامی كه سنتز در محلول شامل M 1 نیترات سرب و M 2 مولار كربنات سدیم در دمای C?40 و بدون حضور افزودنی انجام می شود ساختاری مطابق شكل 1 بدست می آید. همان طور كه در شكل 1 دیده می شود، ذرات ساختاری ناهماهنگ و اندازه های بزرگتر از 100 نانومتر دارند. 
وقتی از محلول سنتز با غلظت 1/. مولار از نیترات سرب و 2/0 مولار كربنات سدیم در دمای C?40 و بدون حضور افزودنی استفاده می شود، ساختار نمونه به سمت تشكیل نانوذرات سوق داده می شود كه تصویر SEM این نمونه در شكل 2 نشان داده شده است. 
نتایج حاصل از آزمایشات این قسمت نشان داد كه اگر اكسید سرب در محلول حاوی M 1 /. از نیترات سرب و M 2 /. كربنات سدیم سنتز شود، ساختارهای منظم با اندازه ذراتی كمتر از 100 نانومتر حاصل می شود. 

3-3- اثر دمای سنتز 
 

سنتز اكسید سرب در غلظت M 1 /. از نیترات سرب و M 2 /. كربنات سدیم و بدون حضور افزودنی در چند دمای مختلف در گستره C?0 تا C?70 انجام شد. نتایج نشان داد كه در دمای سنتز C?40 ساختار منظم تر با اندازه ریزتر بدست می آید. برای نشان دادن اثر دما، تصاویر SEM دو نمونه از سنتزها در شكل 3 و 4 نشان داده شده است. 

3-4- بررسی اثر افزودنی های مختلف 
 

پس از بهینه سازی اثر غلظت واكنشگرها و دما، سنتز در حضور افزودنی های سدیم دودسیل سولفات ( SDS )، سدیم بنزن سولفونات ( SDBS )، ستیل تری متیل آمونیوم برمید ( CTAB )، پلی وینیل الكل ( PVA ) و پلی وینیل پیرولیدون ( PVP) ]4 [ انجام شد. با بررسی تصاویر میكروسكوپ الكترونی نمونه های حاصل، مشخص شد كه بهترین كارآیی مربوط به PVP است به همین دیل این افزودنی به عنوان یك افزودنی جهت دهنده ساختار انتخاب شده و اثر تغییر غلظت آن بر روی مورفولوژی و اندازه ذرات حاصل بررسی شد. غلظت PVP از g/l 5/0 تا g/l 6 تغییر داده شد. تصاویر میكروسكوپ الكترونی سه مورد از نمونه های تهیه شده در حضور مقادیر مختلف PVP در شكلهای 5 تا 7 نشان داده شده است. شكل 5 و 6 تصاویر میكروسكوپ الكترونی نمونه هایی را نشان می دهند كه به ترتیب در غلظت g/l 5/0 (كمتر از مقدار بهینه) و g/l 6 (بیشتر از مقدار بهینه) سنتز شده اند. با مقایسه ین دو تصویر با تصویر نشان داده شده در شكل 7 مشخص می شود كه در غلظت g/l 1 از جهت دهنده ساختاری PVP پودر اكسید سرب با یك ساختار بسیار منظم و متخلخل و با اندازه ذرات در كستره 20 تا 40 نانومتر بدست می آید. 

نتیجه گیری 
 

با سنتز اكسید سرب در حضور امواج اولتراسونیك و افزودنی PVP ذرات بسیار متخلخل با ساختار بسیار یكنواخت و اندازه ذرات نانومتری حاصل می شود. 
منابع: 
[1] K. Konstantinov , S.H.Ng ,J.Z. Wang , D. Wexler , H.K. Liu , Power Sources 2006 
[2] S. Ghasemi, H. Karami, M. F. Mousavi, M. Shamsipur, Electroche. Commun., (2006 ). 
[3] S. Ghasemi, H. Karami, M. F. Mousavi, M. Shamsipur, S. H. Kazemi, Electrochim. Acta, (2006 ). 
[4] Zongtao Zhang, Bin Zhao, and Liming Hu , Journal of solid state chemistry 121, 105-110 (1996 )


نویسنده: سعید حقدار

پورتال  علمی فرهنگی هنری کرکبود

خواندنی ها و دیدنی های روز

جستجو

دسته بندی محصولات فروشگاه

← آمار کرکبود

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
============================== اخبار خوب ایران و جهان
فروشگاه اینترنتی کرکبود
فروشگاه بزرگ اینترنتی غضنفر
MRN دانلود جک اس ام اس آموزشی ... رایگان
سایت خبری بخوانید
فروشگاه بزرگ اینترنتی نردین شاپ