نانوساختارها
سال:1394 | دوره:5 | شماره:3 |تعداد مقالات:12

مواد جدید به منظور استفاده در پوشش های انتخابی، گسترش داده شده اند و در طراحی کلکتورهای خورشیدی و جاذب ها، با راندمان بهبود یافته بکار می روند. نانو ذرات کبالت سولفید و مس سولفید به منظور استفاده به عنوان جاذب در کلکتورهای گرمایی خورشیدی، به دلیل داشتن خواص نوری و جذب بالا در گستره طول موج خورشیدی (>%96) مورد توجه زیادی هستند. در تحقیق حاضر، نانو ذرات کبالت سولفید و مس سولفید با استفاده از روش حلال گرمایی همراه با سورفکتانت، سنتز شدند. مشخصات ساختاری، ریخت شناسی و نوری مواد سنتز شده به وسیله پراش پرتو X، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و طیف سنجی بازتابی پراکنده بررسی شدند. ارزیابی نتایج به دست آمده نشان داد که نانو ذرات سنتز شده دارای مورفولوژی مشخص با ذرات بسیار ریز و جذب بالاتر نور در ناحیه UV/Vis، در مقایسه با رنگدانه های معدنی متداول و کربن سیاه هستند. مس سولفید، مقدار جذب کامل خورشیدی برابر با 0.97 را نشان داد که این مقدار برای کلکتورهای گرمایی خورشیدی و پوشش های انتخابی گرمایی بسیار ایده آل است. همچنین سولفیدهای کبالت و مس به ترتیب نشر گرمایی پایین برابر با 0.14 و 0.27 را نشان دادند.

اگزروژل های کلاسیکی مواد قوی، ارزان و غیرسمی با ساختارهای نانو متخلخل با نظم پایین می باشند. در جریان های آب جاییکه pH بالاتراز نقطه بار صفر می باشد، سطح اگزروژل های کلاسیکی مانند اگزروژل تترااتوکسی اورتوسیلان (TEOS) به طور منفی باردار شده است. فرض بر این بود که یک اگزروژل می تواند به عنوان یک جاذب قوی برای یون های فلزی بدون اصلاح بیشترعمل کند. ازاین رو، قابلیت اگزروژل (TEOS) برای جذب دو یون فلزی سنگین، Pb2+ و Cd2+، از محلول آبی مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشات نشان داد که جاذب ظرفیت جذب بالاتری برای Pb2+(58.82 mg/g) و Cd2+(35.71 mg/g) در مقایسه با جاذب های کم هزینه گزارش داده شده دارد. مطالعات سینتیکی و ترمودینامیکی برای توضیح مکانیسم جذب به کاربرده شدند. اینگونه نتیجه گیری شد که جذب هر دو یون روی اگزروژل TEOS از مکانیسم جذب شیمیایی تبعیت می کند. با این حال، واکنش Pb2+ با جاذب کنترل شده ترمودینامیکی می باشد و در مورد Cd2+ کنترل شده سینتیکی می باشد.

در این تحقیق، اولا نانوذرات ZnO به روش ساده رسوب دهی سنتز شده است. در مرحله دوم، دی اکسید تیتانیوم و دی اکسید سیلیسیم بر روی هسته ذرات سنتز شده است. بعد از آماده سازی ZnO-TiO2-SiO2 نمونه ها در دمای 500 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت کلسینه شدند.خواص نمونه ها با استفاده از آنالیزهای اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و اسپکتروسکوپی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) ارزیابی شد. رفتار فتوکاتالیستی نانوکامپوزیت ZnO-TiO2-SiO2 با استفاده از تجزیه محلول آبی متیلن بلو تحت تابش نور مرئی بررسی شد. نتایج نشان می دهد که نانوکامپوزیت ZnO-TiO2-SiO2 کارایی فتوکاتالیستی دارد.

در این تحقیق ترکیب بین فلزی Ni50Al50-xMox (X=0, 0.5, 1, 2.5, 5) نانو ساختار از طریق آلیاژسازی مکانیکی پودر های نیکل، آلومینیم و مولیبدن تولید شد. آلومینایدهای نیکل از جمله مواد پیشرفته ای هستند که از خواص مهندسی منحصر به فردی نظیر نقطه ذوب بالا، نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون مناسب در دمای بالا برخوردار می باشند. پودرهای حاصل از آسیاب کاریبامیکروسکوپالکترونیروبشی(SEM)  و دیفراکتومتر اشعه ایکس (XRD) آنالیز شدند. نتایج نشان داد، ترکیب بین فلزی NiAl در مراحل مختلف عملیات آسیاب کاری تشکیل شد. در ابتدا محلول تصادفی (Ni,Al) تشکیل و سپس به ترکیب بین فلزی منظم NiAlتبدیل شد. اندازه دانه میانگین با افزایش درصد اتمی مولیبدن، از 3 به 0.5 میکرون کاهش یافت. کرنش و پارامتر شبکه با افزایش درصد اتمی مولیبدن افزایش یافتند؛ در حالی که ساختار کریستالی تا 10 نانومتر ریزتر شد. همچنین بالاترین مقدار سختی برای آلیاژ NiAl49Mo1 به دست آمد.

در مقاله حاضر به بررسی اثر ترم برونین در جا به جایی طبیعی نانوسیال اکسیدمس - آب درون محفظه بسته ای که قسمتی از آن با ماده متخلخل با تولید حرارت داخلی پر شده است پرداخته می شود. فرض شده است که لزجت و هدایت حرارتی نانوسیال از یک بخش استاتیک و یک بخش برونین تشکیل شده که قسمت برونین تابع دما و کسر حجمی نانوسیال می باشد. به دلیل وجود تولید حرارت داخلی از روش دو معادله ای جهت بررسی جداگانه دمای محلی ماتریس جامد و نانوسیال استفاده شده است. به منظور بررسی اثر ترم برونین پارامترهای مختلفی مانند عدد رایلی، کسرحجمی نانوسیال، تخلخل ماتریس متخلخل و نسبت هدایت محیط متخلخل مورد بررسی قرار گرفته و میدان های جریان و حرارت و نتایج حاصله با حل غیر برونین مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که ترم برونین سبب کاهش مقادیر سرعت سیال و ایجاد خطوط جریان نرم تر و با شکستگی و خمیدگی کمتر شده و با افزایش هدایت حرارتی سبب خنک کاری ماده متخلخل و دریافت نوسلت بیشتر خواهد شد. همچنین بیشترین تاثیر ترم برونین در تخلخل های پایین، رایلی پایین و یا هدایت حرارتی کوچک ماتریس متخلخل ایجاد خواهد شد. در نهایت افزودن ماده متخلخل سبب افزایش ترم برونین و کارایی نانوسیال شده و افزایش تخلخل تا مقادیر بسیار بالای 0.8 سبب بدست آمدن نتایج تقریبا مشابه با حالت غیر برونین خواهد شد.

خواص الکتروشیمیایی انواع کامپوزیت های CuO/Graphite و نانو ذرات CuO مونوکلنیک به عنوان کاتد در محلول سود 4 مولار و در مقابل یک صفحه از جنس روی به عنوان آند با روش های امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و کرونوپتانسیومتری (CP) در یک سل با پیکربندی دو الکترودی بررسی شد. مقادیر متنابهی از ماده گرافیت (G) با درصدهای وزنی 9، 16 و 28 به عنوان کاتد باتری قلیایی Zn-CuO تهیه شد. نتایج آنالیزهای الکتروشیمیایی نشان دادند افزایش نسبت G باعث کاهش قابل ملاحظه ای در مقاومت انتقال بار (Rct) و رفتار خازنی کاتد شده است. همچنین ولتاژ دشارژ باتری با افزایش نسبت G افزایش پیدا کرده است. علاوه بر این خواص الکتروشیمیایی نانوذرات CuO با ساختار مونوکلنیک با ذرات صخره ای شکل CuO در همین سل با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان دادند چرخه های دشارژ نانوذارت مونوکلنیک از ولتاژ کمتری نسبت ذرات صخره ای شکل CuO برخوردار بودند.

نانوسیم های CoFeCu با روش نشست الکتریکی پالسی داخل قالب های آلومینای متخلخل با تکنیک آندایز نرم دو مرحله ای نشست داده شد. جریان های استفاده شده عبارتند از: 3.5، 4.25، 5 و 6 میلی آمپر. تاثیر جریان نشست الکتریکی و آنیلینگ بر روی خواص مغناطیسی بررسی شد. نانوسیم های ساخته شده دارای قطر 30نانومتری و فاصله 100 نانومتری بین حفره ها می باشد. CoFe دارایشبکه بلور bcc و مس دارای شبکه بلور fcc می باشد. با افزایش میزان جریان الکتریکی تا مقدار بهینه، میزان مس کاهش یافته و کورسیویتی و مغناطش افزایش می یابد. انیلینگ، کورسیویتی را بهبود داده و بیشترین کورسیویتی در جریان 5 میلی اپر به دست آمد. پس ازآنیلینگ، مغناطش همه نمونه ها کاهش یافت.

مورفولوژی های مختلفی از نانوذرات SiO2 با روش پچینی و به کمک مایکروویو سنتز شد. نانوساختارهای سیلیکا از واکنش سریع تترااتیل اورتوسیلیکات و آمونیاک در حضور سیتریک اسید و عوامل موثر دیگر سنتز شد. سپس برای تهیه نانوکامپوزیت های بر پایه پلیمر، نانوساختارهای سیلیکا بر پایه پلی کربنات و پلی استایرن اضافه شدند. نانوساختارهای تهیه شده با کمک پراش اشعه X، میکروسکوپ الکترونی عبوری و اسپکتروسکوپی مادون قرمز شناسایی شدند. تاثیر نانوساختار سیلیکا بر روی اخیرانداز شعله بوسیله آنالیز UL-94 بررسی شد.نتایج نشان داد که نانوساختارهای سیلیکا تاثیر بهتری بر روی پلیمر پایه پلی کربنات دارد.

فلز پالادیم بهترین کاتالیست برای واکنش جفت شدن متقاطع سوزوکی جهت تهیه ترکیبات دوحلقه ای نامتقارن است. اما به دلیل قیمت بالای این فلز، کار برد آن در مقیاس صنعتی محدود است. استفاده از نانوذرات به عنوان سایت های فعال کاتالیستی، روشی جالب برای استفاده کمتر از فلز نجیب به شمار می رود. از طریق بارگذاری نانو ذرات فلزات گران بها بر روی نانوذرات مغناطیسی، بازیابی و استفاده مجدد از فلز گران بها عملی خواهد شد. نانوذرات مغناطیسی خواص سوپرپارامغناطیس از خود نشان می دهند و با اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی به آسانی قابل جمع آوری هستند و به طبع آن کاتالیست بارگذاری شده بر روی آن بازیابی می شود. در این مقاله کاتالیست جدیدی از پالادی بر روی نانوذرات مغناطیسی عامل دار شده با بازهای شیف حاوی اتم های دهنده NNO تهیه شد. در مرحله بعد کاتالیست تهیه شده بارروش های FT-IR، TGA، XRD و ICP بررسی و آنالیز شد. کاتالیست جدید فعالیت بالایی در واکنش سوزوکی برای جفت کردن فنیل برونیک اسید با آریل هالید ها از خود نشان داد. فعالیت کاتالیست، میزان پالادیم بارگذاری شده و میزان نشت پالادیم پس از بازیابی کاتالیست مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که کاتالیست بدست آمده قابلیت بازیابی خوبی با اعمال یک میدان خارجی از خود نشان می دهد.

چندلایه Ni-Co/Cu با روش نشست الکتریکی از تک الکترولیت و با استفاده از کنترل گالوانوستاتیک بر روز زیر لایه تیتانیوم تهیه شد. الگوی پراش اشعه X ضخامت نانومتری لایه ها را تایید کرد. با استفاده از آنالیز EDS خلوص لایه ها بررسی شد. مورفولوژی نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مطالعه گردید. اندازه گیری های مقاومت مغناطیسی در دمای محیط و بر اساس مقاومت در مقابل میدان های ±6kOe به عنوان تابعی از ضخامت لایه های Ni-Co و Cu انجام شد. بیشتریم میزان مقاومت مغناطیسی زمانی حاصل شد که ضخامت هر دو لایه 4 نانومتر بود. چرخه هیسترس نمونه ها در دمای محیط بررسی شده و وابستگی مغناطش Ni-Co/Cu به دما مطالعه گردید.

در این کار در ابتدا نانوذرات MgFe2O4 توسط روش مایکروویو کمک شده سنتز شدند. محصول در دمای 900 درجه سانتیگراد در 2 ساعت کلسینه شده است. در مرحله دوم لایه اکسید روی بر روی فریت توسط امواج مافوق صوت سنتز شدند. خواص محصول توسط پراش پرتوایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز شناسایی شدند. مغناطومتر نمونه مرتعش نشان داد نانوذرات خواص فرومغناطیسی از خود نمایش می دهند. رفتار فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت با تخریب رنگ های آلی تحت تابش ماورابنفش بررسی گردید. نتایج نشان می دهند نانوکامپوزیت MgFe2O4-ZnO حاصل شده عملکرد مناسب مغناطیسی و فوتوکاتالیستی دارد.

نانوذرات Cu2O در پارافین مایع با استفاده از کمپلکس نانوساختاری باز شیف مس (II) (1) بدون گاز بی اثر با حرارت دهی سنتز شد. پارافین مایع به عنوان حلال و عامل کاهنده به کاربرده شد. اسپن 80 به منظور کنترل مورفولوژی نانوذرات اکسید مس (II) استفاده شد. نانوساختار کمپلکس با استفاده از پراش سنج پرتو x، طیف سنجی UV-Vis و تبدیل فوریه فروسرخ مشخصه یابی شد.پایداری حرارتی کمپلکس (II) در شکل و اندازه نانویی اش به وسیله آنالیزهای تجزیه حرارتی و گرماسنجی روبشی تفاضلی مطالعه شد. نانوذرات اکسید مس (II) با اندازه گیری های پراش سنج پرتو x و تبدیل فوریه فروسرخ شناسایی شد. مورفولوژی، ساختار و اندازه نانوساختاری کمپلکس (1) و Cu2O به وسیله میکروسکپ الکترونی روبشی بررسی شد. نانوذرات اکسید مس (II) دارای میانگین قطر حدود 30 تا 40 نانومتر هستند که از مورفولوژی یکنواخت و پایداری حرارتی برخوردار هستند.