الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۳۶
کد مقاله
CHEM36
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
تهیه نانو- Mg(OH)2 با سطح اصلاح شده به روش رسوبگذاری
نام انگلیسی
Preparation of surface modified nano-Mg(OH)2 via precipitation method
تعداد صفحه به فارسی
۱۸
تعداد صفحه به انگلیسی
۵
کلمات کلیدی به فارسی
نانو- Mg(OH)2, سدیم دو دسیل سولفات, مونوالکل اتر فسفات, اصلاح سطح, ضد اشتعال
Powder Technology, Nanotechnology Applied Research Center of Shanxi Province, China Research Institute of Daily Chemical Industry, PR China; Elsevier
کشور
چین
تهیه نانو- Mg(OH)2 با سطح اصلاح شده به روش رسوبگذاری
چکیده
نانو- منیزیم هیدروکسید از طریق رسوبگذاری تر با استفاده از مخلوط سدیم دو دسیل سولفات (SPS) و مونوالکل اتر فسفات (MAP) به عنوان اصلاح کننده های سطح تهیه می شود. بازده نانو- Mg(OH)2 با سطح اصلاح شده در حدود ۹۸% می باشد. نحوه استفاده و مقدار اصلاح کننده های سطح بوسیله اندازه‌گیری حجم سوسپانسیون نانو ذرات در پارافین مایع بهینه می شود. چنانچه نسبت جرمی SPS به MAP، ۲:۱ و تمام ۲/۰% درصد وزنی از وزن تئوری Mg(OH)2 (g3/4) بکار برده شود، نانو- Mg(OH)2 با قابلیت پخش (پراکندگی) بهینه حاصل می شود. درصد حجمی سوسپانسیون نانو ذرات دارای سطح اصلاح شده در پارافین مایع پس از ۱۱ ساعت به ۹۶% می رسد در حالیکه این درصد برای نانو- Mg(OH)2 بدون اصلاح ۶۲% می باشد. نمونه های تهیه شده از طریق جذب سطحی N2، پراش پرتو (XRD)X، میکروسکوپ عبوری الکترون (TEM)، اسپکتروسکوپی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) و گرماسنجی پویش تفاضلی- گرما وزن سنجی (TGA- PSC) شناسایی می شوند. نتایج نشان می دهند که نانو ذرات با کریستال شش وجهی هم با مولکول های SPS و هم با مولکول های MAP بر روی سطوح تشکیل می شوند. مقدار LOI در چند سازه های PP در phr150 (50% وزنی) از نانو- Mg(OH)2 دارای سطح اصلاح شده، ۳۵% می باشد.
کلمات کلیدی:نانو- Mg(OH)2، سدیم دو دسیل سولفات، مونوالکل اتر فسفات، اصلاح سطح، ضد اشتعال
تهیه نانو Mg(OH)2 اصلاح شده روش رسوبگذاری
۱- مقدمه
در سال های اخیر Mg(OH)2 به عنوان یکی از انواع مواد ضد اشتعال سازگار با محیط زیست توجه مردم را به خود جلب کرده است. ]۸-۱[. خواص فیزیکی و شیمیایی نانو ذرات تا حد زیادی تحت تأثیر شکل و توزیع ذرات آنها و نیز حالت تراکم یافته و خاصیت پخش (پراکندگی) آنها می باشد. ]۹[ و به فرآیند تهیه کاملاً وابسته است. ]۱۰ و ۱۱[. نانو- Mg(OH)2می تواند به روش های مختلف نظیر روش سل- ژل ]۱۲[، اصلاح آب گرمایی (هیدروترمال) ]۱۳[، اصلاح حلال گرمایی ]۱۴[ و غیره ]۱۵ و ۱۶[ تهیه شود اما تمام این روش ها، غالباٌ به زمان سنتز طولانی و تجهیزات و فرایندهای پیچیده نیاز دارند که این عیوب، آنها را به عنوان مواد ضد اشتعال در مواد پلیمری نامناسب و از نظر اقتصادی غیر قابل قبول می سازد. بنابراین، یک فرایند ساده و مؤثر برای تهیه نانو- Mg(OH)2 با ابعاد و مورفولوژی کاملاً کنترل شده از اهمیت زیادی برخوردار است.
رسوبگذاری Mg(NO3)2.6H2O با NaOH یک روش ساده و ارزان قیمت برای تولید نانو- Mg(OH)2 می باشد اما سطوح آبدوست نانو- Mg(OH)2 برای پخش شدن آنها در پلیمر آبگریز نامناسب است و سبب فقدان سازگاری و کاهش خواص مکانیکی چند سازه های مربوطه می شود. ]۱۷[.
در اینجا یک روش رسوبگذاری اصلاح شده با استفاده از مخلوط SPS و MAP به عنوان اصلاح کننده های سطحی برای تهیه نانو- Mg(OH)2 ارائه شده است. روش متداول با مزایای شرایط ملایم، فرایند فرآوری ساده و بازده بالا، این روش را برای بزرگ مقیاس شدن در تولید صنعتی اطمینان بخش می سازد.
تهیه نانو Mg(OH)2 اصلاح شده روش رسوبگذاری
۲- روش تجربی
۱-۲٫ مواد
Mg(NO3)2.6H2O (با خلوص تجزیه ای) از شرکت شیمیایی تیانجین خریداری شد. NaOH (با خلوص تجزیه ای) از شرکت شیمیایی بیجینگ تهیه شد. SPS (94%<) و MAP (۸۰%< مونواستر) بوسیله مؤسسه تحقیقاتی چینی صنعت شیمیایی روزان (دیلی) تولید شد. پارافین مایع و الکل خالص (با خلوص تجزیه ای) از شرکت شیمیایی تیانجین خریداری شد. در تمام آزمایش ها از آب دو تقطیره استفاده شد.
۲-۲٫ تهیه نانو- Mg(OH)2
نسبت جرمی و مقدار متفاوتی از SPS و MAP به مخلوط ۲/۱۹ گرم Mg(NO3)2.6H2O و ml50 آب دو تقطیره افزوده شد. سپس به محلول فوق در دمای ۰C85 به مدت یک ساعت، ۶ گرم NaOH اضافه گردید. سپس ۲ ساعت به سوسپانسیون فرصت داده شد تا در دمای سنتز پیر شود (جا افتاده شود) محلول، در طی افزودن NaOH و نیز در طول مدت پیرشدگی رسوبگذاری در محلول مادر، شدیداٌ بهم زده می شد. پس از سرد کردن در دمای اتاق، پودرهای سفید رنگ تشکیل شدند. پودرها فیلتر شده و چندین بار با آب دو تقطیره شسته شدند تا خالص شوند و سپس به مدت ۴ ساعت در دمای °C110 در یک خشک کن کاملاً خشک شدند. پودرهای خشک شده به منظور محاسبه بازده محصول وزن شدند. این بازده در تمام آزمایش ها به بزرگی ۹۸% وزنی بود.
۳-۲٫ اندازه‌گیری خاصیت پخش شدگی (پراکندگی)
خاصیت پخش شدگی نانو- Mg(OH)2 بوسیله اندازه‌گیری حجم سوسپانسیون نانو ذرات در پارافین مایع تعیین شد. ۰/۱ گرم نانو- Mg(OH)2 در ml25 پارافین مایع تحت به هم زدن شدید به مدت ۲۰ دقیقه پخش گردید. سپس سوسپانسیون به یک استوانه اندازه‌گیری ml50 منتقل و در آن نگهداری شد و تغییر حجم سوسپانسیون با زمان مشاهده گردید. درصد حجمی سوسپانسیون نانو ذرات (s) در پارافین مایع می تواند به وسیله معادله (۱) تخمین زده شود.
Ht) حجم سوسپانسیون در زمان مشاهده را نشان می دهد، ml25 حجم پارافین مایع می باشد.)
۴-۲٫ خصوصیات نانو- Mg(OH)2
برای تعیین ترکیب فاز کریستالی نانو- Mg(OH)2 پراش پرتو (XRD) در دمای اتاق با استفاده از پراش سنج D/MAX- RB ریگاکو با تابش CuKα انجام شد. اطلاعات پراش با استفاده از یک شیوه پویشی پیوسته با سرعت ۸°(۲θ)/min جمع آوری شد. ولتاژ شتاب دهنده و جریان به کار رفته به ترتیب kv40 و mA50 بودند. جذب سطحی/ واجذب نیتروژن در دمای K4/76 با استفاده از جذب سنج ASAPZOLO میکرومریتیکس انجام شد. مساحت سطح، از همدمای جذب سطحی نیتروژن به روش برونور امیت تلر (BET) بدست آمد. ساختار نانو- Mg(OH)2 بوسیله میکروسکوپ عبوری الکترون (TEM)JEOLJEM- 1011 مورد بررسی قرار گرفت. رفتار گرمایی از طریق گرماسنجی پویش تفاضلی- گرما وزن سنجی (TGA- DSC) بوسیله آنالیزگر وزن سنجی گرمایی NETZSCH STA 409C با سرعت گرمادهی ۱۰۰C/min در محیط نیتروژن بررسی شد. طیف اسپکتروسکوپی فرو سرخ تبدیل فوریه (FTIR) با یک FTIR که از فرض KBR استفاده می کند، حاصل شد.
۵-۲٫ ضریب محدود کننده اکسیژن (LOI)
مقدار ضریب (شاخص) محدود کننده اکسیژن با استفاده از یک دستگاه LOI (نوع JF_3 ، ساخت کارخانه دستگاه های آنالیز جیانگ نینگ، نانچینگ چین) بر روی ورقه های mm4×۱۰×۱۰۰ بر اساس آزمایش ضریب اکسیژن استاندارد ASTM D2863-77 اندازه‌گیری گردید. مقدار LOI بر اساس معادله ارائه شده در زیر محاسبه می شود:
که [O2] و [N2] به ترتیب غلظت O2و N2 هستند.
تهیه نانو Mg(OH)2 اصلاح شده روش رسوبگذاری
۳- نتایج و بحث
۱-۳٫ خاصیت پخش شدگی (پراکندگی)
رسوبگذاری نانو ذرات در پارافین مایع به منظور بررسی سازگاری آنها با فاز آلی انجام شد. شکل ۱ تحول زمانی حجم سوسپانسیون نانو- Mg(OH)2 تهیه شده در ml25 پارافین مایع را ارائه می دهد. نانو- Mg(OH)2 در حضور مخلوط SPS و MAP ( با نسبت جرمی ۲:۱) به عنوان اصلاح کننده سطح از طریق فرایند رسوبگذاری تک مرحله ای تهیه شد. اصلاح کننده سطح به ترتیب به صورت ۰/۰، ۱/۰،۲/۰،۵/۰،۰/۱ درصد وزنی از وزن تئوری (g 3/4) افزوده شد. مشاهده گردید که حجم سوسپانسیون در اثر اصلاح سطحی به طور قابل ملاحظه ای بهبود می یابد. خاصیت پخش شدگی (توزیع) اصلاح شده ی نانو دارای سطح اصلاح شده به مقدار افزایش مخلوط SPSو MAP کاملا وابسته است. در آزمایشها، هنگامی که SPS/MAP تا ۲/۰% وزنی افزوده شد، نانو- Mg(OH)2 دارای سطح اصلاح شده با حداکثر حجم سوسپانسیون حاصل گردید. با افزایش بیشتر SPS/MAP، در همان مدت زمان مشاهده، حجم سوسپانسیون کمتر شد. چنین پیشنهاد می شود که برای افزایش اصلاح کننده سطح به مخلوط نانو- Mg(OH)2 مقدار بهینه ای وجود دارد. نتایج مشابه نیز، در مراجع مشاهده می شود. ]۱۸- ۲۰[
۲-۳٫ آنالیز ساختاری نانو- Mg(OH)2
شکل ۳ الگوی XRD نانو ذرات Mg(OH)2 با افزودن اصلاح کننده سطح (۲/۰% وزنی از SPS و MAP، ۱:۲) و بدون افزودن آن را نشان می دهد. همانگونه که مشاهده می شود، هر دو پیک پراش بصورت ساختار شش وجهی Mg(OH)2 با ثابت های شبکه ای کاملاً قابل مقایسه با مقادیر JCPDS noZ 239 نشان داده شده اند. هیچ پیک پراش اضافی در طیف XRD وجود ندارد. این مطلب نشان داده شده که محصول سنتز شده دارای خلوص بالا می باشد و کریستال آن بسیار کامل است. اندازه این نانو ذرات بوسیله معادله شرز ]۲۱[ بر اساس پهنای پیک در فاز ۱۰۲ (۰۶/۵۰ = θ۲) تخمین زده می شود. مساحت سطح از همدمای جذب سطحی نیتروژن BET محاسبه می شود. اندازه ذرات و مساحت سطح نمونه ها در جدول ۱ فهرست شده اند.
نتایج اندازه‌گیری های BET با نتایج آنالیز XRD کاملاً سازگار است. اندازه نانو- Mg(OH)2 پس از اصلاح سطح کاهش می یابد. بازده نانو- Mg(OH)2 با افزایش اصلاح کننده سطح (۲/۰% وزنی SPS و MAP 1:2) و بدون افزایش آن به ترتیب ۷/۹۷% و ۶/۹۸% می باشد. بازده نانو- Mg(OH)2 پس از اصلاح سطح کاهش می یابد. این پدیده می تواند به این صورت تفسیر شود که مقدار کمی از نانو- Mg(OH)2 دارای سطح اصلاح شده (با استفاده از ۲/۰% وزنی SPS و MAP، ۱:۲) به علت کاهش اندازه نانو- Mg(OH)2 پس از اصلاح سطح تصفیه و خارج می شود که این امر با نتایج آنالیز XRD مطابقت دارد.
۳-۳٫ آنالیز TEM
شکل ۴ تصاویر TEM نانو ذرات Mg(OH)2 را بدون اصلاح سطح (شکل ۴ الف) و با اصلاح سطح (با استفاده از ۲/۰% وزنی SPS و MAP 1:2) (شکل ۴ ب) نشان می دهد. هر دو تصویر نشان می دهند که محصولات ساختار شش وجهی دارند. ذرات، پس از اصلاح سطح (در شکل ۴ ب) کوچکتر شده و کمتر به هم آمیخته می شوند. این امر نشان می دهد که خاصیت پخش (توزیع) نانو- Mg(OH)2 به وسیله اصلاح سطحی بهبود یافته است. این نتایج ناشی از این واقعیت است که SPS و MAP جذب شده به وسیله نانو ذرات Mg(OH)2 می توانند انرژی سطحی آنها را کاهش دهند و بنابراین از انباشتگی ذرات جلوگیری نمایند. پخش کننده های فعال سطحی نقش پایدارسازی ذرات در حال رشد را دارند و بنابراین اندازه ذرات را کنترل می کنند.
۴-۳٫ آنالیز FT- IR
شکل ۵ طیف های FT- IR نانو- Mg(OH)2 بدون اصلاح سطح و با اصلاح سطح (با استفاده از ۲/۰% وزنی SPS و MAP،۱:۲) را نشان می دهند. این طیف ها با طیف های گزارش شده در مراجع مشابه است. ]۲۲[ و دارای پیک های ارتعاش کششی تند و شدید –OH در ۳۶۹۸ و cm-13439 می باشند. پیک های ۱۶۳۵ و cm-11406 به ترتیب به ارتعاش خمشی پیوند Mg-OH و –OH نسبت داده می‌شوند. پیک‌های کوچک ۲۹۲۶ و cm-12854 به ترتیب مربوط به ارتعاشات کششی نامتقارن و متقارن گروه های آلیفاتیک (-CH2-) می باشند. پیک ضعیف S-O در cm-11122 نیز وجود SPS را نشان می دهد. این پیک ممکن است تأییدی بر این نکته باشد که اصلاح سطح نانو- Mg(OH)2 به وسیله SPS با اندازه‌گیری های آزمایش خاصیت پخش شدگی (توزیع) توافق دارد اما ارتعاش گروه P-O در طیف های FT-IR به علت میزان افزایش خیلی کم آن وجود ندارد.
۵-۳٫ پایداری گرمایی
برای بررسی پایداری گرمایی نانو- Mg(OH)2 دارای اصلاح کننده سطح (۲/۰% وزنی SPS و MAP، ۱:۲)، TGA و PSC انجام شدند که در شکل ۶ نشان داده شده اند. در محدوده دمایی C°۴۵۰- ۲۸۰، کاهش وزن قابل توجهی مشاهده می شود که با تجزیه Mg(OH)2 به MgO مطابقت دارد ]۲۳[ کاهش وزن نمونه ها می تواند به ۲/۲۷% برسد که از کاهش وزن تئوری ۸/۳۰% کمتر است. این امر نشان می دهد که اصلاح کنندهای سطح، مخلوط SPS و MAP، جذب سطح ذرات شده و از فرایند تجزیه تا حدی جلوگیری می کنند. دمای تجزیه بالاتر (بالایC ۰۳۷۰) برای نمونه دارای سطح اصلاح شده عموماً مزیت محسوب می شود بطوری که نانو- Mg(OH)2 حاصله برای کاربرد به عنوان ماده ضد اشتعال بسیار مناسب می شود.
۶-۳٫ خواص ضد اشتعال
ضریب محدوده کننده اکسیژن (LOI) به گستردگی برای ارزیابی ضد اشتعال بودن مواد پلیمری مورد استفاده قرار می گیرد. LOI به عنوان حداقل غلظت اکسیژن مورد نیاز برای حفظ سوختن شعله‌ای مواد به سمت پایین تعریف می شود. جدول ۲ اطلاعات LOI حاصل از چند سازه های PP با میزان متفاوت Mg(OH)2 را نشان می دهد. در جدول ۲ دیده می شود که LOI حاصل از چند سازه PP/Mg(OH)2 با افزایش میزان Mg(OH)2 افزایش می یابد. این مطلب بدین معنی است که برای آغاز و حفظ سوختن نمونه ها پس از افزودن Mg(OH)2 به PP چگالی اکسیژن بالاتری مورد نیاز است. مقدار LOI چند سازه های PP در phr150 (50% وزنی) از نانو- Mg(OH)2 دارای سطح اصلاح شده ۰/۳۵ می باشد که می تواند با مقدار ۰/۲۴ مربوط به چند سازه های Mg(OH)2 (بازاری یا تجاری) مقایسه شود و این اطلاعات در جدول ۲ نشان داده شده اند.
تهیه نانو Mg(OH)2 اصلاح شده روش رسوبگذاری
۴- نتیجه‌گیری
نانو- Mg(OH)2 دارای سطح اصلاح شده با فرایند رسوبگذاری تر تهیه گردید. نانو ذرات کریستالی شش وجهی دارای مولکول های فعال سطحی بر روی سطح آنها تهیه شده اند. اطلاعات تجربی نیز تأیید می کنند که محصول سنتز شده، بدست آمده است. خاصیت پخش (توزیع) اصلاح شده نانو- Mg(OH)2 دارای سطح اصلاح شده در پارافین مایع، هنگامی که میزان مخلوط SPS و MAP با نسبت جرمی ۱:۲، ۲/۰% وزنی بود، بهترین وضعیت را داشت. هزینه کم واکنشگر آغازین، بازده تولید بالا و سادگی روش سنتز، این روش را یک فناوری اطمینان‌بخش برای بزرگ مقیاس شدن در تولید صنعتی می سازد. مقدار LOI در چندسازه های PP با phr150 (50% وزنی) از نانو- Mg(OH)2 دارای سطح اصلاح شده ۰/۳۵ می باشد. به علت پخش خوب نانو- Mg(OH)2 دارای سطح اصلاح شده در PP ممکن است خاصیت ضد اشتعال بودن آن افزایش یابد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
