23148

بررسي امكان تغيير ترشوندگي در پوشش هاي نانوساختار حاوي اكسيد قلع

كارشناسي ارشد

صنايع شيميايي معدني

1396

1399/8/27

دكتر رضا نوروزبيگي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

سطوح جامد با قابليت تغيير ترشوندگي بين حالات فوق آب گريزي و فوق آب دوستي توجهات زيادي را به خود جلب كرده است و به دليل پتانسيل كاربردي اي كه در حسگر ها، جدا كننده ها به منظور جداسازي فاز آب و روغن و حذف لكه هاي نفتي، دستگاه هاي سيالش با استفاده از ميكروسيال در مخازن و استفاده از ويژگي تغيير ترشوندگي جهت ازدياد برداشت در مخازن گازي دارند، به صورت گسترده مورد بررسي قرار گرفته اند. در اين پژوهش پوشش نانوساختار اكسيد قلع به روش هيدروترمال بر روي پايه ورق مس ايجاد گرديد. به منظور دستيابي به شرايط سنتز بهينه از طراحي آزمايش تاگوچي L9 استفاده گرديد. شرايط بهينه مطابق با پيش بيني تاگوچي در مدت زمان اچ كردن 30 دقيقه، دماي كلسيناسيون 250 درجه سانتي گراد، نسبت غلظت اوره به غلظت كلريد قلع 5/2 و مدت زمان سنتز 2 ساعت بدست آمد. جهت ارزيابي رفتار ترشوندگي، زاويه تماس استاتيك قطره آب اندازه گيري شد. به منظور بررسي رفتار ترشوندگي نمونه بهينه سنتز شده عمليات حرارتي از دماي 150 تا 250 درجه سانتي گراد استفاده شد. نتايج نشان داد كه تغيير دماي عمليات حرارتي از 200 تا 250 درجه سانتي گراد منجر به تغيير ترشوندگي از حالت فوق آب گريز با زاويه تماس استاتيك ° 6/2 ± 8/154 تا حالت فوق آب دوست با زاويه تماس استاتيك صفر درجه شد. بررسي آناليز هاي مورفولوژي و شيمي سطح نشان داد كه تغيير گاف انرژي و كنترل نواقص سطحي مهم ترين عامل در رفتار ترشوندگي اكسيد قلع است.

1399/11/15

Investigation of the possibility of change in wettability in nanostructured coatings containing tin oxide

11/17/2020 12:00:00 AM

Solid surfaces with the ability to change the wettability between superhydrophobic and superhydrophilic states have attracted a lot of attention and because of the practical potential of sensors, separators to separate the water and oil phase and remove oil stains, Fluid devices using microfluidics in tanks and using the wettability change feature to increase harvest in gas tanks have been extensively studied. In this study, tin oxide nanostructured coating was created by hydrothermal method on copper foil substrate. In order to achieve optimal synthesis conditions, Taguchi L9 test design was used. Optimal conditions according to Taguchi prediction were obtained at etching duration time of 30 minutes, calcination temperature of 250 °C, urea to tin chloride salt concentration ratio of 2.5 and synthesis duration time of 2 hours. To evaluate the wetting behavior, the static contact angle of the water droplet was measured. In order to investigate the wetting behavior of the optimally synthesized sample, heat treatment at a temperature of 150 °C to 250 °C was used. The results showed that changing the temperature of heat treatment from 200 °C to 250 °C led to a change in wettability from superhydrophobic state with static contact angle of 154.8 ±2.6° to superhydrophilic state with static contact angle of zero degrees. Examination of morphological and surface chemistry analysis showed that changes in band gap and control of surface defects are the most important factors in changing the wettability of tin oxide surface.

فوق آبگريزي , فوق آبدوستي , اكسيد قلع , تغيير ترشوندگي

superhydrophobicity , superhydrophilicity , tin oxide , change wettability