مقاله رایگان درباره نيکل، حجمي، بلورهاي

دانلود پایان نامه ارشد

هيدروترمال 24 ساعت و (ب) نمونه NP13 با زمان هيدروترمال 48 ساعت.

5-3-5- اثر اتيلن گليکول بهعنوان حلال کمکي
طبيعت و ماهيت حلال ميتواند بر روي شکل، اندازه و ريخت بلورهاي سنتزي تأثير بگذارد. بهعنوان مثال تيان و همکاران [62] اثر پلي اتيلن گليکول (pEG) را بر روي رشد بلورهاي Me-AFI بررسي کردند و نشان دادند که اين مولکول بر روي شکل بلورهاي سنتزي تأثير ميگذارد و از رشد آنها در جهت محور C ممانعت بهعمل ميآورد. اين امر باعث بهوجود آمدن بلورهايي با شکل و انداز? متفاوت شد که با افزايش نسبت pEG به H2O اندازه بلورهاي سنتزي کاهش يافتند و از حالت منشوري شکل بهحالت قرصي درآمدند. با توجه به نقش و اثر pEG و اتيلن گليکول (EG) در سنتز غربالهاي مولکولي آلومينوفسفات فلزي، در اين قسمت نمونههاي نيکل فسفات با نسبتهاي مختلف حلال EG به آب سنتز شدند و الگوهاي XRD و تصاوير SEM آنها با هم مقايسـه شد. روش سنتز مشـابه فرآيند توصـيف شده در بخش 5-2-2 ميباشد به استثناء اينکه نمک NiCl2.6H2O در مخلوط H2O-EG حل شده است. شکل 5-12 الگوهاي XRD بلورهاي سنتزي با نسبتهاي حجمي متفاوت از EG به آب را نشان ميدهد. اطلاعات مربوط به ترکيب درصد نمونههاي سنتزي فوق در جدول 5-2 آمده است. همانطوريکه در اين شکل مشاهده ميشود، در کليه شکلها هيچ پيکي در موقعيت °7/5 = 2? ظاهر نشد و اين مورد نشان ميدهد که در حضور EG ساختار VSB-5 تشکيل نشده است.

شکل 5-12- الگوهاي XRD نمونههاي سنتز شده با تابشدهي ريزموج يک ساعت و زمان هيدروترمال 72 سـاعت در دماي °C 180 و با نسبتهاي حجمي متفاوت از EG به H2O.

شکل 5-13 تصاوير SEM نمونههاي فوق را نشان ميدهد. براساس مشاهدات اين شکل، اندازه و شکل بلورها با افزايش نسبت حجمي EG به H2O تغيير نمود. لذا ريخت بلورهاي نيکل فسفات سنتزي متأثر از حلال EG شد. براي نمونه NP14 و NP15 با نسبتهاي حجمي 1 : 4 و 3 : 7 از EG به H2O، بلورهاي صفحهاي شکل مشاهده ميگردد (شکل 5-13 الف و ب) اما براي نمونه NP16 با نسبت حجمي 1 : 1 از EG به H2O، بلورهاي کروي شکل حاصل شدند. حلال EG در سنتز نيکل فسفات هم نقش حلال و هم نقش سورفاکتانت را بازي ميکند که اين امر منجر به توليد بلورهاي کروي شکل شد. اين عقيده وجود دارد که EG ميتواند باعث يک انحناء در بين دو لايه فازي شود که اين مورد منجر به تشکيل گودالهاي کوچک153 و توليد ساختارهاي کروي شکل نيکل فسفات ميشود. براي اولين بار اين اثر در سنتز غربالهاي مولکولي با ساختار مزو154 آلومينوفسفات در محيط تترا اتيلن گليکول- آب توسط اوليور155 و همکاران [156-154] گزارش شد.

شکل 5-13- تصاوير SEM نمونههاي سنتز شده با نسبتهاي حجمي متفاوت از EG به H2O: (الف) نمونه NP14 با نسبت حجمي 1 : 4، (ب) نمونه NP15 با نسبت حجمي 3 : 7 و (پ) نمونه NP16 با نسبت حجمي 1 : 1. بزرگنمايي شکل (الف) برابر 5000 و براي شکلهاي (ب) و (پ) برابر 30000 ميباشد.

5-3-6- اثر پلي اتيلن گليکول بهعنوان حلال کمکي
با توجه به اثر پلي اتيلن گليکول (pEG) در سنتز غربالهاي مولکولي آلومينوفسفات، در اين قسمت مشابه بخش قبلي نمونههاي نيکل فسفات با نسبتهاي مختلف حلال pEG به آب، با تابشدهي ريزموج يک ساعت و زمان هيدروترمال 48 ساعت سنتز شدند. شکل 5-14 تصاوير SEM بلورهاي سنتزي با نسبتهاي حجمي متفاوت از pEG به آب را نشان ميدهد. اطلاعات مربوط به ترکيب درصد نمونههاي سنتزي فوق در جدول 5-2 آمده است. همانطوريکه در اين تصاوير مشاهده ميشود، شکل و انداز? بلورهاي سنتزي نيکل فسفات با تغيير نسبت حجمي pEG به H2O دستخوش تغيير شده است و حضور pEG بر روي ريخت بلورها تأثير گذاشته است. نکته جالب توجه اينکه در نسبت حجمي 1 : 1 از pEG به H2O، بلورهاي کروي شکل نيکل فسفات با قطر متوسط 90 نانومتر بهوجود آمدند (شکل 5-14 پ). ميتوان عنوان نمود که pEG همانند EG در سنتز نيکل فسفات نقش حلال و سورفاکتانت را بازي ميکند که اين مورد منجر به توليد بلورهاي کروي شکل نيکل فسفات شد.

شکل 5-14- تصاوير SEM نمونههاي سنتز شده با نسبتهاي حجمي متفاوت از pEG به H2O (الف) نمونه NP17 با نسبت حجمي 1 : 4 از pEG به H2O، (ب) نمونه NP18 با نسبت حجمي 3 : 7 از pEG به H2O و (پ) نمونه NP19 با نسبت حجمي 1 : 1 از pEG به H2O. بزرگنمايي شکلهاي (الف) و (ب) برابر 5000 و براي شکل (پ) برابر 30000 ميباشد.

شکل 5-15 الگوهاي XRD بلورهاي نيکل فسفات سنتزي با نسبتهاي حجمي مختلف از pEG به H2O را نشان ميدهد. همانطـوريکه در اين شـکل مشاهده ميشـود، در کلـيه شکلها هيچ پيکي در موقعيـت °7/5 = 2? ظاهر نشد و اين مورد نشان ميدهد که ساختار VSB-5 تشکيل نشده است.

شکل 5-15- الگوهاي XRD نمونههاي سنتز شده با تابشدهي ريزموج يک ساعت و زمان هيدروترمال 48 سـاعت در دماي °C 180 و با نسبتهاي حجمي متفاوت از pEG به H2O.

5-3-7- سنتز کبالت- نيکل فسفات
اثر نسبت مولي نيکل به کبالت بر روي سنتز غربالهاي مولکولي کبالت- نيکل فسفات در حضور قالب دهنده 2-HETMAOH بررسي شد. شکل 5-16 الگوهاي XRD بلورهاي سنتزي با نسبتهاي مختلف از کبالت به نيکل و با تابشدهي ريزموج يک سـاعت و هيـدروترمال 48 ساعت در دماي °C 160 را نشـان ميدهد. اطلاعات مربوط به ترکيب درصد نمونههاي سنتزي فوق در جدول 5-2 آمده است. همانطوريکه در اين شکل مشاهده ميشود، بلورهاي VSB-5 و مقدار کمي فازهاي ناشناخته براي نمونه NP20 در غياب کبالت در دماي °C 160 حاصل شدند (شکل 5-16 الف). اما در حضور کبالت براي نمونه NP21 (شکل 5-16 ب)، مقداري فاز CoVSB-5 بههمراه فازهاي ديگر نظير ?-Ni2P2O7، Ni2P4O12 و فازهـاي ناشنـاخته بهوجود آمدند [152،153]. در نسبتهاي بالاتر براي نمونه NP22، بلورهاي CoVSB-5 کمي حاصل شدند و بخش زيادي از آنها به فازهاي ?-Ni2P2O7، Ni2P4O12 و فازهاي ناشناخته تبديل شدند (شکل 5-16 پ). لذا فاز CoVSB-5 در نسبتهاي مولي پائين از کبالت تشکيل شد.

شکل 5-16- الگوهاي XRD نمونههاي سنتزي کبالت- نيکل فسفات با تابشدهي ريزموج يک ساعت و هيدروترمال 48 ساعت در دماي °C 160 با نسبـت مـولي H2O 0/205Co: x:(2-HETMAOH) 4/2 :Ni (x-1) 😛 0/1: (الف) نمـونه NP20 بـا 0/0x = ، (ب) نمونه NP21 با 15/0x = و (پ) نمونه NP22 با 30/0x = . علامت (?)نشان دهند? فاز CoVSB-5، علامت (?) نشان دهند? فاز ?-Ni2P2O7، علامت (?)نشان دهند? فاز Ni2P4O12 و (Unk) نشان دهند? فازهاي ناشناخته ميباشد.

5-4- نتيجهگيري
نتايج نشان دادند که با استفاده از روش هيدروترمال کمکدهي شده با ريزموج (MAH) زمان سنتز غربال مولکولي نيکل فسفات کمـتر ميشود. براي اولين بار در اين کار سنتز VSB-5 توسط قالـب دهنده (2- هيدروکسي اتيل) تريمتيل آمونيوم هيدرروکسيد(2-HETMAOH) با زمان سنتز هيدروترمال 72 ساعت انجام شد و با استفاده از روش MAH و بهمدت يک ساعت تابشدهي ريزموج، زمان سنتز هيدروترمال به 48 ساعت کاهش يافت. فازهاي بلوري Ni2P4O12، ?-Ni2P2O7 و فازهاي ناشناخته ديگر با تابشدهي ريزموج يک ساعت بههمراه 24 ساعت هيدروترمال تشکيل شدند که با افزايش زمان هيدروترمال تا 48 ساعت، کليه اين فازها به فاز پايدار ترموديناميکي يعني VSB-5 تبديل شدند و با افزايش بيشتر زمان سنتز هيدروترمال، تغييري در فازهاي VSB-5 حاصله بهوجود نيامد و فقط ميزان تبلور بيشتر شد.
اثر بازهاي آمونيوم نوع چهارم نظير 2-HETMAOH، TMAOH، TEAOH و TPAOH بر روي سنتز غربالهاي مولکولي نيـکل فسـفات بررسي شد که فقط در حضور قالب دهنده2-HETMAOH ، فازهاي ميلهاي شکل VSB-5 حاصل شدند. نکته جالب توجه اينکه، نانوذرات کروي شکل نيکل فسفات با قطر متوسط 80 نانومتر در حضور قالب دهنده TPAOH تهيه شد. لذا بازهاي آمونيوم نوع چهارم بهعنوان عامل جهت دهند? ساختار عمل نمودند و بر روي شکل و انداز? بلورهاي سنتزي تأثير گذاشتند. اثر نسبت مولي نيکل به فسفر نيز بر روي سنتز اين غربالهاي مولکولي بررسي شد که در نسبتهاي مولي بالاي نيکل به فسفر، فازهاي متفرقه بههمراه مقدار کمي فاز VSB-5 حاصل شد، اما در نسبتهاي پائينتر فازهاي ديگر به VSB-5 تبديل شدند.
با استفاده از فراصوت و با زمان سنتز مشابه روش همزدن معمولي (72 ساعت)، ريخت بلورهاي سنتزي دستخوش تغيير گرديد و به فازهاي ديگر تبديل شد اما با نيم ساعت همزدن با فراصـوت و يک ساعت تابشدهي ريزموج، زمان سنتز هيدروترمال از 48 ساعت به 24 ساعت کاهش يافت.
اثر اتيلن گليکول بهعنوان حلال کمکي مورد مطالعه قرار گرفت که در نسبتهاي حجمي پائين EG به H2O، بلورهاي صفحهاي شکل حاصل شدند اما در نسبت حجمي 1 : 1 از EG به H2O، بلورهاي کروي شکل نيکل فسفات تشکيل شدند. همچنين در حضور پلي اتيلن گليکول بهعنوان حلال کمکي در نسبت حجمي 1 : 1 از pEG به H2O، نانوذرات کروي شکل نيکل فسفات با قطر متوسط 90 نانومتر بهوجود آمدند. سنتز غربالهاي مولکولي نيکل فسفات دوپه شده با کبالت نيز انجام شد که در نسبتهاي مولي پائين کبالت فاز CoVSB-5 تشکيل شد.

6-1- کليات
تحقيقات در مورد ترکيبات پيکره- باز بهدليل خواص کاربردي آنها در زمينههاي جذب سطحي، جداسازي و کاتاليزوري جالب و قابل توجه ميباشد. علاوه بر زئوليتهاي آلومينوسيليکات و آلومينوفسفات که بهطور گستردهاي بهعنوان جامدات با ساختار پيکره- باز مطرح هستند، فسفاتهاي فلزي شبکه باز نيز داراي جذابيتهاي خاص خود ميباشند [8]. از اين ميان، روي فسفاتهاي پيکره- باز بهخاطر اينکه مجموع بارشان (2+، 5+) مشابه مجموع بار در آلومينوسيليکاتها (3+، 4+) ميباشد، داراي ساختارهايي مشابه زئوليتهاي آلومينوسيليکاتي بوده و حائز اهميت ميباشند [157]. روي فسفاتها داراي کاربرد وسيعي در زمينههاي مختلف نظير مبادل? يون، عوامل کيليتساز156، پوشش مقاوم در برابر خوردگي، سراميکهاي شيشهاي، بهعنوان چسباننده در پزشکي و کودهاي157 با کيفيت بالا ميباشند [161-158]. مهمترين کاربرد روي فسفات بهعنوان رنگدانه جهت پوششدهي آهن و آلياژهاي فولاد در برابر خوردگي ميباشد، چون داراي خواص ضدخورندگي خيلي خوبي بوده و بهعنوان يک ماده غيرسمي سازگار با محيط زيسـت ميباشند و امروزه اين مواد در مبدلها و موتورهاي الکتريکي نيز کاربرد پيدا کردند [163-161]. روشهاي متفاوتي جهت سنتز روي فسفاتها بر پاي? مواد اوليه و شرايط واکنش متفاوت توسعه داده شدند، چون خواص ضدخورندگي حاصل شده به يکنواخت بودن ذرات بلوري تشکيل شده بستـگي دارد. فاز Zn3(PO4)2.4H2O يک روي فسـفات مهم ميباشد که کاربرد گستردهاي در موارد گفته شد? فوق بهويژه در پوششدهي فلزات جهت جلوگيري از خوردگي دارد [159].
اولين غربال مولکولي سنتزي روي فسفات با ساختار مشابه هيدروسوداليت158 و با فرمول شيميايي Na6(H2O)8(ZnPO4)6 در سال 1991 توسط استاکي159 و همکاران [13] گزارش شد. بعد از آن ساختارهاي متنـوعي از اين غربالهاي مولکولي تهيه شدند که يکي از اين نمونههاي مهـم روي فسـفات با کانالهاي تک بعدي و بهصورت حلقههاي 24- عضوي ميباشد [164]. علاوه بر سـاختار فوق، ساخـتارهاي صفر بعدي [165،166]، تک بعدي [167،168]، دو بعدي [171-169] و سه بعدي [174-172] نيز تهيه و گزارش شدند.
فسفاتهاي پيکره- باز در محيطهاي آبي و غيرآبي و در حضور آمينهاي آلي سنتز ميشوند. معمولاً مولکولهاي آمين حفرات و کانالها را پر ميکنند که با کلسينه کردن و يا شستشو با اسيد160 خارج ميشوند. مولکولهاي آمين در طي سنتز هيدروترمال پروتونه ميشوند که پروتونه شدن به موازن? بار شبکه معدني ميزبان کمک ميکند [175]. مشاهده شده است که استفاده از ديآمينهاي خطي و يا پليآمينها نسبت به استفاده از مونوآمينها در سنتز ساختارهاي روي فسفات پيکره- باز مفيدتر ميباشد.
در سالهاي اخير روي فسفاتهاي اصلاح شده با ليگاند و قالب دهنده تهيه شدند که داراي خواص جالب و منحصر به فردي ميباشند. بهعنوان مثال

پایان نامه
Previous Entries منابع پایان نامه درمورد ثبت اسناد، شهرستان رشت، بخش مرکزی شهر Next Entries منابع پایان نامه درمورد توسعه روستا، توسعه روستایی، توسعه روستائی