۱۰
۱۰
۱۰
۵
۵
۵
۱
۱
۱
%مولی Sn
۲
۱
۵/۰
۲
۱
۵/۰
۲
۱
۵/۰
%مولی Ce
۳-۶ روشهای بررسی خواص
باتوجه بهعنوان این پروژه که شامل سنتز و بررسی خواص ساختاری و فتوکاتالیستی در ابعاد نانومتری است، عوامل زیادی در سنتز و بررسی خواص عمومی مطرح میشوند و روشهای زیادی برای بررسی متغیرها وجود دارد. باتوجه به اولویتها و امکانات موجود برخی از این روشها مورد استفاده قرار گرفت.
۳-۶-۱ بررسی خواص فیزیکی سل – تکنیک پراش نوری DLS
از آنجایی که اندازه و توزیع اندازه ذرات، تاثیر زیادی بر روی دانسیته و خواص نوری و حرارتی محصول نهایی دارد، تعیین این اندازهها بسیار ضروریاند. پراکندگی نور دینامیکی روشی فیزیکی است که برای تعیین توزیع ذرات موجود در محلولها و سوسپانسیون استفاده می شود. این روش غیرمخرب و سریع، برای تعیین اندازه ذرات در محدوده چند نانومتر تا میکرون به کار میرود. DLS حرکات براونی را اندازه گیری می‌کند و این حرکت را به اندازه ذرات مربوط میسازد. این عمل با تابش نور لیزر بر روی ذرات و اندازه گیری شدت نوسانات در نور پراکنده شده انجام می شود. وقتی که ذرات به طور ثابت در حرکت باشند، به نظر میرسد الگوی ایجاد شده به وسیله آنها نیز حرکت می کند. در این حالت مناطق تاریک و روشن تقویت شده و باعث کاهش نوسانات و یا افزایش شدت آنها می شود و با بهره گرفتن از شدت نوسان، اندازه ذرات محاسبه می شود.
ارتباط بین اندازه ذرات و سرعت حرکت براونی آنها به وسیله معادله استوکس- انیشتین تعریف می شود. این رابطه به صورت زیر است [۹۱]:
(۳-۱)
DH = kT/ = kT/3D
در این رابطهDH قطر هیدرودینامیکی ذره، k ثابت بولتزمن، f ضریب اصطکاکی ذره و ویسکوزیته حلال
میباشد که به دما وابسته بوده و مستقل از دانسیته و فشار سیستم است، T دمای مطلق و D ضریب نفوذ
میباشد. برای انجام آنالیز از دستگاه ۳۰۰۰- HAS ساخت شرکت Malvern کشور انگلستان موجود در پژوهشگاه مواد و انرژی استفاده گردید. محدوده تعیین اندازه ذرات با این مدل nm 6000-6/0 است.
۳-۶-۲ بررسی استحاله حرارتی
برای بررسی استحاله فازی موجود در بدنه فیلم ژلهای تیتانیا، نمونه ژلهای حاصل از سل بهینه در مرحله اول تحقیق، تحت آنالیز حرارتی تفاضلی(TG-DTA)[44] با سرعت گرمایش C/min˚۱۰ قرار گرفت. در این تحقیق از دستگاه آنالیز حرارتیSTA 1460 دانشگاه تربیت مدرس استفاده گردید. این دستگاه به طور همزمان
می تواند آنالیز DTA و TGA را انجام دهد. روش تهیه نمونه این دستگاه، قرار دادن نمونه در یک بوته آلومینایی با وزن معین (حدود ۲/۰ گرم) و مقایسه پیک آن با نمونه شاهد آلومینا است. در واقع نمونه استاندارد آلومینا تا C˚۱۵۰۰ پیک ثابتی به صورت یک خط میدهد که باتوجه به تفاوت هدایت حرارتی و گرمای ویژه نمونه مجهول انحراف از خط اصلی قابل مشاهده میباشد.
۳-۶-۳ آنالیز سطح ویژه(BET)[45] Adsorption/Desorption Porosimetry
سیستم BET بر اساس سنجش حجم گاز نیتروژن جذب و واجذب شده توسط سطح ماده در دمای ثابت نیتروژن مایع ( ۷۷ درجه کلوین) کار می‌کند. پس از قرار گرفتن سلول حاوی نمونه مورد نظر در مخزن نیتروژن مایع، با افزایش تدریجی فشار گاز نیتروژن در هر مرحله، میزان حجم گاز جذب شده توسط ماده محاسبه می‌شود. سپس با کاهش تدریجی فشار گاز میزان واجذب ماده اندازه‌گیری می‌شود و در نهایت نمودار حجم گاز نیتروژن جذب و واجذب شده توسط ماده در دمای ثابت رسم می‌شود. این سیستم بر اساس تئوریBET (Brunauer-Emmett-Teller) و همچنین مقادیر اندازه‌گیری شده جذب و واجذب ماده می‌تواند سطح ویژه، قطر، حجم و توزیع سایز حفره‌های ماده را محاسبه نماید. روش اندازه‌گیری این سیستم هیچ‌گونه آسیبی به ماده وارد نمی‌کند و برای نمونه‌های پودری بسیار مناسب است. جهت آماده‌سازی و خشک‌کردن نمونه قبل از اندازه‌گیری حذف بخارآب، دی اکسید کربن و یا سایر مولکولهایی که ممکن است حجم حفره‌های ماده را اشغال کرده باشند، نمونه چندین ساعت در دمای C˚۱۲۰ گاززدایی[۴۶] می‌گردد. مدل دستگاه مورد استفاده Belsorp mini II ساخت شرکت ژاپنی BelJapan است. لازم به ذکر است که سطح ویژه با روش تک نقطهای و چند نقطهای با بهره گرفتن از داده های جذب بر حسب محدوده فشار نسبی مشخص شد. همچنین ایزوترم دفع برای اندازه گیری توزیع اندازه حفره با بهره گرفتن از روش BJH [۴۷] تعیین شد.
۳-۶-۴ بررسی فازهای کریستالی
برای تعیین ساختار فازی و میزان کریستاله شدن نمونهها از دستگاه XRD[48] ساخت شرکت Unisantis آلمان مدل XMD300 (kV 45) با طول موج Å ۵۴/۱= Cu? در محدوده زاویه ˚۷۰-۲۰ =θ۲ موجود در دانشگاه ملایر استفاده شد. تحلیل پیکها توسط نرمافزار X’pert صورت گرفت و جهت اندازه گیری اندازه کریستالیت نمونهها، از فرمول شرر(رابطه ۳-۲) استفاده شده است [۹۲]. در این رابطه d اندازه کریستالیت بر حسب نانومتر، زاویه تفرق، پهنای پیک در نصف ارتفاع ماکزیمم (FWHM)[49] بر حسب رادیان، b پهنای پیک در نصف ارتفاع ماکزیمم برای نمونه استاندارد و ۹/۰=k میباشد. مقادیر و در صفحات با اندیس (۱۰۱) از فاز آناتاز در زاویه ˚۵/۲۵ =۲ و (۱۱۰) از فاز روتایل در زاویه ˚۶/۲۷ =۲ استفاده شده است. همچنین درصد فاز روتایل در نمونهها با توجه به رابطه ۳-۳ محاسبه شده است [۹۳].
فرم در حال بارگذاری ...
