17114

17114

تهيه پوشش آبگريز بر روي سطح آهني با استفاده از نانوساختارهاي حاوي روي

كارشناسي ارشد

صنايع شيميايي و معدني

آذر ماه 1395

دكتر رضا نوروزبيگي

مهندسي شيمي

در اين پژوهش با استفاده از روش رسوب¬دهي از حمام شيميايي، پوششي فوق آبگريز از جنس اكسيدروي بر روي ورقه¬ي آهني با ساختار ميكرو/ نانو ساخته شده است. به دليل هزينه¬ي كم و سادگي روش رسوب دهي از حمام شيميايي به كار رفته است. به منظور بررسي عوامل موثر بر زاويه تماس استاتيكي قطره¬ي آب، از روش طراحي آزمايش تاگوچي استفاده شده است. 27 آزمايش با در نظر گرفتن 9 عامل در 3 سطح انجام شد. اندازه¬گيري زاويه تماس استاتيكي نشان مي دهد، تمامي نمونه¬هاي توليدي آبگريز هستند و زاويه¬ي تماس قطره در محدوده¬ي˚4/2±8/141 تا ˚1/1±1/163 قرار دارد. عوامل مورد بررسي نوع نمك روي، نوع عامل بازي، نوع افزودني، نسبت مولي نمك روي به عامل بازي، غلظت افزودني، زمان واكنش، زمان اصلاح، دماي واكنش و نسبت حجمي اتانول به آب به عنوان حلال بوده است. نتايج بررسي¬ها نشان مي دهد زمان اصلاح با استئاريك و جنس نمك¬ روي به ترتيب موثرترين عوامل بوده اند. با تحليل نتايج حاصل از آزمايش ها، پيش بيني شرايط بهينه با توجه به عوامل و سطوح در نظر گرفته شده انجام شد و آزمون گرديد. ميانگين زاويه¬ي تماس استاتيكي قطره¬ي آب با حجم 5 ميكروليتر بر 5 نقطه از سطح در شرايط بهينه ˚4/0±1/165 و پسماند زاويه¬ي تماس˚4/1 مي باشد. در نهايت نيز به منظور تحليل فاز بلوري، ريخت شناسي سطح، تركيب شيميايي و ميزان زبري به ترتيب از آزمون هاي مشخصه يابي,FTIR, SEM XRDوAFM استفاده گرديد. نتايج نشان مي دهد نمونه¬ي بهينه، ساختار دوگانه¬ي ميكرو/نانو اكسيدروي دارد. ريخت شناسي پوشش اكسيدروي نيز گل¬مانند است كه قطر گلبرگ¬ها در حدود 50 نانومتر مي باشد.

1396/01/26

1/1/1900 12:00:00 AM

A nano-micro hierarchical ZnO superhydrophobic surface has been fabricated on an iron sheet via CBD method. ZnO deposition from various Zn sources including zinc nitrate, zinc acetate, zinc chloride an​d basic (precipitating) agents include ammonia, urea an​d sodium hydroxide were eva​luated. Taguchi L_27 experimental design was used to study an​d optimize the effective factors such as type of the zinc salt, type of basic agent , reaction time, chemical modification time, type of additive, concentration of additive, temperature of reaction, the ratio of ethanol to water in the solvent an​d the molar ratio of zinc nitrate to the base. Morphology features, phase analysis, chemical composition, topography an​d static water contact angle (WCA) were eva​luated by means of FESEM, XRD, FTIR an​d AFM. Results showed that the chemical modification time an​d type of the zinc salt respectively, are the most effective factors to achieve superhydrophobic property. Effect of additives like CTAB, HMTA an​d Triton X 100 on morphology an​d structure surface were studied. Finally, a superhydrophobic ZnO thin film with WCA of 165.1 ± 0.41˚ an​d contact angle hysteresis of about 1.42˚ was obtained.