19796

۱۹۷۹۶

توليد نانوذرات نقره در سيستم پيوسته ميكروسيالي به روش كاهش شيميايي

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1394-1396

۱۳۹۷/۲/۱۶

دكتر مهدي مقيمي - دكتر ساسان آسيايي

مكانيك

نانوذرات نقره به دليل خواص فيزيكي متفاوت و گسترده اي كه دارند مورد توجه بسياري از محققين قرار گرفته اند. با توجه به اين كه ابعاد و شكل نانوذرات نقره مستقيما بر روي خواص فيزيكي آن ها تاثير مي گذارد لذا روش هاي توليد نانوذرات نقره اهميت مي يابد. در اين تحقيق از روش كاهش شيميايي براي توليد نانوذرات نقره درون ميكروراكتور استفاده شده است. از مزاياي روش كاهش شيميايي مي توان به آسان بودن فرآيند سنتز، ارزان بودن و عدم نياز به سيستم هاي پيچيده و گران قيمت، كنترل شرايط سنتز و تا حدي پاك بودن و عدم ايجاد ضايعات اشاره نمود ميكروراكتورها به دليل كوچك بودن ابعاد و بالا بودن نسبت سطح به حجم سبب سهولت در انتقال جرم و حرارت مي شوند و در نتيجه باعث اختلاط بهتر مي شوند. هم چنين به دليل بالا بودن سطح تماس اجزا درون ميكروراكتور، واكنش شيميايي كامل تر و در زمان كوتاه تري انجام مي گيرد. بنابراين استفاده از ميكروراكتورها نسبت به ساير روش ها از ارزش بالاتري برخوردار است. هم چنين در ميكروراكتورها ميزان مصرف مواد اوليه كاهش مي يابد. با وارد كردن محلول هاي سديم بوروهيدريد و نقره نيترات درون ميكروراكتور در دماي محيط و با نسبت غلظت هاي 9 به 1، محلول كلوئيدي زرد رنگي به دست آمد كه حاوي نانوذرات نقره در ابعاد 43 نانومتر مي باشند. هم چنين تاثير سه پارامتر دبي ورودي محلول ها، نسبت غلظت محلول ها و دما بررسي شده است. نتايج به دست آمده نشان داد كه با افزايش دبي ورودي محلول ها از 9/0 تا 5 ميلي ليتر بر ساعت اندازه نانوذرات نقره از 45 به 62 نانومتر افزايش و توزيع پراكندگي نانوذرات كاهش مي يابد. هم چنين با افزايش نسبت غلظت سديم بوروهيدريد به نقره نيترات از 3 به 9، اندازه نانوذرات نقره از 87 به 43 نانومتر كاهش يافت و توزيع پراكندگي آن ها نيز كم تر شد. با انجام آزمايش در دماي صفر درجه سلسيوس نانوذرات نقره با قطر 23 نانومتر توليد شدند. عكس هاي SEM براي بررسي دقيق تر نشان داد كه نانوذرات نقره توليد شده كروي بوده و ميانگين قطر آن ها 9/23 نانومتر مي باشد. هم چنين نانوذرات كاملا از هم جدا بوده و درواقع كلوخه نشده اند. درصورتي كه ذرات كلوخه شوند قطر آن ها افزايش مي يابد و از كيفيت نانوذرات نقره كاسته مي شود. در اين تحقيق ميكروراكتور با استفاده از تنوري المان محدود در نرم افزار كامسول 5.2.1 طراحي و مدلسازي شده و درنهايت براي ساخت با استفاده از PDMS و شيشه با روش ليتوگرافي اقدام شده است.

1397/09/29

Silver nanoparticles production in microfluidic chip by chemical reduction in continuous flow

12/20/2018 12:00:00 AM

Silver nanoparticles are considered by many researchers due to their different physical properties. Because the size and shape of silver nanoparticles directly affects their physical properties, silver nanoparticles production methods are important. In this thesis, a chemical reduction method has been used to produce silver nanoparticles within a microreactor. The use of microreactor has a higher value than other methods due to small size and consequently better mixing. Sodium borohydride and silver nitrate was introduced into the microreactor at ambient temperature and at a concentration ratio 9 to 1, as a result a yellow colloidal solution containing silver nanoparticles of 43 nm in size was obtained. Also, the effect of input flow rate of solutions, concentration ratio of solutions and temperature has been investigated.the results showed that increasing the input flow rate of solutions increases the size of the silver nanoparticles and decreases the distribution of the nanoparticles. Also, by increasing the concentration of sodium borohydride to silver nitrate, the size of the nanoparticles will be smaller and the distribution of their dispersion will be reduced. The experiments were carried out at a temperature of zero degrees Celisius and silver nanoparticles were produced with a diameter of 23 nm. For a closer examination The SEM images showed that the silver nanoparticles were spherical, with a mean diameter of 23.9 nm. Also the nanoparticles are completely seprate and have not actually been aggregate. If the particles aggregate, the diameter will increase and the quality of the silver nanoparticles will be reduced. In this thesis, the Comsol 5.2.1 software was used for modeling by finite element theory. the microreactor is made by PDMS and glass.