مواد پیشرفته و پوشش های نوین
سال:1399 | دوره:8 | شماره:32 |تعداد مقالات:6

در این مطالعه کربن متخلخل دوپه شده با نیتروژن با استفاده از پلیمر پلی آنیلین به عنوان پیش ساز و عامل فعالساز KOH در دمای فعالسازی ° C 800 سنتز شد. ساختار پلیمر و جاذب سنتز شده به وسیله ی میکروسکوپ نیروی اتمی، آنالیز جذب-واجذب نیتروژن، طیف سنجی مادون قرمز و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفت. جذب سطحی هر یک از گازهای CO2 و N2 به صورت جداگانه بر روی جاذب بررسی شده و نتایج حاصل با ایزوترم سیپس مورد برازش قرار گرفت. سطح ویژه جاذب سنتز شده m2/g 723 و میزان جذب CO2 در شرایط فشار 1بار و دمای K 298 مقدار mmol/g 90/1 بوده است. گزینش پذیری CO2 نسبت به N2 با استفاده از تئوری محلول جذب شده ایده آل و بر روی کربن فعال دوپه شده در شرایط فشار 1بار، دمای K 298 و ترکیب درصد CO2: N2= 50: 50 مقدار 02/3 به دست آمده است. با استفاده از رابطه کلازیوس-کلاپیرون گرمای ایزواستریک محاسبه شد و نتایج بدست آمده گرمازا بودن و نیز جذب فیزیکی فرایند جذب سطحی گازها را تایید می کند. همچنین مقادیر بیشتر گرمای جذب برای گاز CO2، برهم کنش قوی تر میان مولکول های آن با سطح جاذب دوپه شده با نیتروژن را نشان می دهد. نتایج حاصل از میزان جذب گاز و نیز گرمای جذب نشان داد که جاذب سنتز شده می تواند به عنوان جاذبی مطلوب در فرایندهای سیکلی مانند فرایند PSA کاربرد داشته باشد.

پوشش های سل-ژل به عنوان پوشش محافظ به دلیل ویژگی های جذاب آن مانند دمای پایین فراوری، تنوع ساختارهای شیمیایی و کاربری آسان، توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. پوشش های خودترمیم-شونده ی محافظ می تواند عمر طولانی تر و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری را از راه ترمیم خودبه خودی یا غیرخودبه خود آسیب ها، تضمین کند. در تحقیق پیش رو، پوشش های سل-ژل هیبرید ترمیم شونده حاوی گروه های تترا سولفید برگشت پذیر، سنتز و بررسی شده اند. تاثیر میزان گروه های برگشت پذیر تتراسولفید بر روی خواص ترمیمی مکانیکی و حرارتی بررسی شد. پلیمرهای سل-ژل هیبرید آماده شده، توانایی بسته شدن شکاف به طور قابل توجهی در دماهای متوسط نشان دادند. بازده ی بسته شدن شکاف پلیمری آماده شده به شدت تحت تأثیر دمای ترمیم، دانسیته ی شبکه و درصد گروه های تترا سولفید برگشت پذیر قرار گرفت. بررسی فیلم های سل-ژل هیبریدی ترمیم شونده نشان داد که علیرغم اثر مهم خواص مکانیکی بر عملکرد ترمیم فیلم های سل-ژل هیبرید، عامل کنترل کننده در بسته شدن شکاف آن ها و در نتیجه عملکرد ترمیم، درصد پیوند برگشت پذیر (گروه تتراسولفید) است.

تولید هیدروژن بوسیله تجزیه آب تحت نور خورشید با استفاده از نیمه هادی ها یک روش امیدوار کننده برای تولید یک انرژی پاک و تجدید پذیر می باشد. Cu2O یک نیمه هادی مثبت می باشد که به واسطه موقعیت نوار هدایت می تواند به عنوان فتوکاتد در تجزیه آب استفاده شود. در این تحقیق Cu2O به روش رسوب دهی الکتروشیمیایی سنتز شد و الگوی پراش اشعه ایکس بیانگر خلوص لایه ی Cu2O می باشد. به منظور ایجاد دو لایه Cu2O-CuO و بهبود خاصیت فتوالکتروشیمیایی، لایه Cu2O در دمای C◦ 450 به مدت 30 دقیقه عملیات حرارتی شد. لایه CuO در اثر اکسیداسیون لایه Cu2O ایجاد گردید. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی بیانگر تغییر میکروساختار بعد از عملیات حرارتی و اندازه دانه های نانومتری می باشد. مقدار جریان تحت نور با استفاده از روش پتانسیل روبشی خطی تحت قطع و وصل نور اندازه گیری شد که نتایج حاکی از افزایش جریان تحت نور با عملیات حرارتی در دمای C◦ 450 به مقدار µ A. cm-2731 می باشد. طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی تحت ولتاژ ثابت و فرکانس هایHz 105-1/0 و همچنین در فرکانس ثابت و ولتاژ V5/0 تا 3/0-به منظور مطالعه رفتار انتقال بار و تعیین پتانسیل نوار مسطح و چگالی حامل بار انجام گرفت. مقدار چگالی حامل بار برای Cu2O و Cu2O-CuO به ترتیب به مقدار 1018× 3/1 و 1018× 05/3 و مقدار پتانسیل نوار مسطح به ترتیب به مقدار V 19/0 و 23/0 نسبت به مرجع Ag/AgCl بدست آمد.

در عصر حاضر به دلیل روند رو به رشد آلودگی های زیست محیطی ناشی از پساب های گوناگون صنعتی و بیماری های ناشی از آن، گرایش مردم به جهانی پاک و سبز افزایش یافته و در جستجوی استفاده از منابع طبیعی به جای انواع شیمیایی آن می باشند. در رنگرزی طبیعی که در هنر-صنعت تولید فرش بسیار با اهمیت است استفاده از مواد طبیعی به جای مواد شیمیایی مورد توجه قرار می گیرد. در گذشته از گیاهان برای رنگرزی استفاده می شد. رنگ آبی در قدیم از وسمه یا نیل وامروزه معمولا از نیل شیمیایی بدست می آمد. در این پژوهش سعی شده با استفاده از منابع گیاهی بومی جهت تسهیل رنگرزی، شرایط بهینه تولید پودر رنگزای گیاهیبرای فام آبی ارائهشود. گیاه مورد استفاده در این پژوهش نیل(Indigofera tinctoria) بود. استخراج رنگزا(ایندیگو) به روش آب گرم انجام شد. تاثیر روش های خشک کردن گیاه، اندازهpHحمام استخراج، زمان استراحت محلول و درجه حرارت بر میزان استخراج ایندیگو، مورد آزمایش قرار گرفت. روش های خشک کردن برگ گیاه در آفتاب، سایه، مایکروویو با توان 100% و خشک کردن در دستگاه آون در دمای 45 درجه سانتی گراد بررسی شد. نتایج آزمایشات نشان داد که بیشترین میزان ایندیگو درpH حمام استخراج برابر با 9 که گیاه به مدت 10 دقیقه در دمای 80 درجه سانتیگراد حرارت دیده باشد، بدست می آید. کیفیت رنگرزی و ثباتهای عمومی کالای رنگرزی شده با رنگزای استخراجی در مقایسه با کالای رنگرزی شده با نیل مصنوعی عالی و قابل قبول بود.

پیل های سوختی غشا پلیمری به دلیل مزایایی همچون دمای عملکرد پایین، چگالی توان بالا و زمان راه اندازی پایین، نسبت به دیگر پیل های سوختی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مهم ترین اجزای پیل سوختی پلیمری صفحات دوقطبی می باشد که شامل انواع مختلفی است. صفحات دوقطبی فلزی نسبت به صفحات دو قطبی کامپوزیتی پایه گرافیتی از مزایایی همچون استحکام بالا و ضخامت و وزن پایین تر برخوردارند. مقاومت به خوردگی و مقاومت تماسی بین سطوح صفحات دوقطبی فلزی یکی از چالش های صفحات دوقطبی فلزی می باشد. به همین دلیل، صفحات دوقطبی فلزی برای افزایش مقاومت به خوردگی و کاهش مقاومت تماسی تحت فرآیند پوشش دهی قرار می گیرند. در این پژوهش، خواص و مورفولوژی پوشش طلا روی زیرلایه مسی و فولاد زنگ نزن با استفاده از روش های آبکاری الکتریکی و اسپاترینگ مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی مورفولوژی سطح نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی صورت گرفت. همچنین، به منظور بررسی مقاومت تماسی نمونه های پوشش داده شده و بدون پوشش، از آزمون مقاومت تماسی بین سطوح استفاده شد. مقاومت به خوردگی پوشش های اعمال شده با استفاده از آزمون های گالوانواستاتیک و پتانسیواستاتیک مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که استفاده از روش آبکاری الکتریکی باعث ایجاد حفره ها و تخلخل های زیادی در سطح نمونه می شود. همچنین، مشخص شد که استفاده از روش اسپاترینگ به طور قابل توجهی موجب افزایش مقاومت به خوردگی و کاهش مقاومت تماسی می گردد.

سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ به دلیل بازده مناسب، هزینه ی پایین و همچنین راحتی ساخت، توجه زیادی را به خود معطوف کرده اند. در سلول های حساس شده با رنگ، حساس کننده ها نقش مهمی را در جذب نور و تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی ایفا می کنند. در این کار، سعی بر این بوده است تا از مواد رنگزای طبیعی به عنوان حساس کننده در ساخت سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ استفاده شود. مواد رنگزای طبیعی از گیاهانی مانند افسنطین، گل ماهور، بنفشه معطر، بابونه، روناس، ریواس و اسطوخودوس استخراج شد. در مرحله نخست، الکترودهای کار با استفاده از نانوذرات تیتانیوم دی اکسید بر اساس روش الکتروفورز ساخته شده و سپس حساس سازی این الکترودها توسط مواد رنگزا انجام گرفت. در مرحله نهایی، تأثیر این رنگ ها در بهبود راندمان سلول های خورشیدی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ماده رنگزای لاواندولا آفیشنالیس (اسطوخدوس) به دلیل داشتن گروه های هیدروکسیلی و کربوکسیلی و هم چنین جذب بیشتر ناحیه نور مرئی نسبت به بقیه مواد رنگزای مورد بررسی در این پژوهش، بالاترین بازده (%053/0) را در بین دیگر سلول های ساخته شده دارا بود.