23497

توليد نانوذرات نيكل و اكسيد نيكل از نانو پيش ماده‌هاي نيكلي به روش احياي شيميايي

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد متالورژي

1396

1399

دكتر عليرضا ذاكري

مواد متالورژي

سنتز نانوذرات نيكل و اكسيد نيكل همواره مورد بحث و تحقيق بوده است. در اين پژوهش ابتدا از واكنش ميان محلول آبي نيكل كلريد شش آبه با آمونيوم اگزالات در حضور سورفكتانت‌هاي PVP يا SDS پيشماده‌ي اگزالاتي نيكل سنتز شد. در ادامه با فرآيند كلسيناسيون پيشماده، نيكل و اكسيد نيكل نهايي به دست آمدند و تاثير عواملي چون نوع سورفكتانت (PVP يا SDS)، غلظت سورفكتانت (0، 5 و 10 گرم بر ليتر)، غلظت نيكل كلريد (02/0، 05/0، 1/0 و 2/0 مولار)، pH محلول (2 و 6) و دماي واكنش (20، 40 و 60 درجه سانتيگراد) بر شكل و اندازه‌ي ذرات سنتز شده بررسي شد. نمونه‌هاي توليد شده با استفاده از روش‌هاي SEM، XRD و BET مورد آناليز و مشخصهيابي قرار گرفتند. نتايج به دست آمده نشان داد كه سورفكتانت PVP در دماي بالاتر از 40 درجه سانتيگراد عملكرد مناسب‌تري بر كاهش اندازه‌ي ذرات نيكل اگزالات دارد و با افزايش غلظت آن ذرات كوچك‌تري با اندازه‌ي متوسط 217 نانومتر سنتز شدند، در حالي كه در مورد سورفكتانت SDS با افزايش غلظت در شرايط مشابه اندازه‌ي متوسط ذرات به 363 نانومتر افزايش يافت. همچنين افزايش غلظت نيكل كلريد منجر به افزايش اندازه‌ي ذرات شد. با افزايش pH محلول نيكل كلريد به وسيله‌ي آمونياك، ذرات بزرگ‌تر و با تجمع كمتري توليد شدند. به علاوه، با كاهش دماي واكنش اندازه‌ي ذرات كاهش يافت، ولي در مورد نمونه‌ي سنتز شده در حضور سورفكتانت SDS در دماي محيط، اندازه‌ي نانوذرات اگزالات نيكل به شدت كاهش يافت و موفولوژي آن‌ها از مكعبي به گلمانند با مساحت ويژه m2/g 189 تغيير پيدا كرد. علاوه بر اين، ما همچنين در اين پژوهش فعاليت فوتوكاتاليستي نانوذرات NiO را توسط رنگدانه‌هاي رودامين بي در شرايط محيط بررسي كرديم.

1399/12/23

Production of Nickel and Nickel Oxide nanoparticles from nano Nickel Precursors by Chemical Reduction Method

11/18/2020 12:00:00 AM

The synthesis of nickel and nickel oxide nanoparticles had always been studied. In this study, first the nickel oxalate precursor was synthesized from the reaction between nickel chloride hexahydrate aqueous solution with ammonium oxalate in the presence of PVP or SDS. Afterwards, with the calcination process of the precursor, the final nickel and nickel oxide samples were gained and the effect of factors like the type of surfactant (PVP or SDS), surfactant concentration (0, 5 and 10 g/l), nickel chloride concentration (0.02, 0.05, 0.1 and 0.2 M), solution pH (2 and 6) and reaction temperature (20, 40, and 60 °C) on the shape and size of the synthesized particles were studied. The produced powders were analyzed and characterized by implementing scanning electron microscopy (SEM), X-ray powder diffraction (XRD) and Brunauer–Emmett–Teller (BET) methods. The conducted results showed PVP surfactant at temperatures above 40 °C had a better performance on reducing the size of nickel oxalate particles and by increasing its concentration smaller particles with an average size of 217 nm were synthesized. In the case of SDS surfactant with increasing concentration under similar conditions, the average particle size increased to 363 nm. Furthermore, increasing the concentration of nickel chloride caused an increase in the size of the particles. As the pH of the nickel chloride solution was increased by ammonia, larger particles were produced with less aggregation. In addition, the particle size decreased with decreasing reaction temperature, but in the case of the sample synthesized in the presence of SDS surfactant at ambient temperature, the size of nickel oxalate nanoparticles decreased sharply and their morphology changed from cubic to flower-like with a specific surface area of 189 m2/g. In addition, we also investigated the photocatalytic activity of NiO nanoparticles by Rhodamine B pigments in ambient conditions.

سنتز شيميايي , نانوذرات اكسيد نيكل , نيكل اگزالات , سورفكتانت , كلسيناسيون , ميسل

chemical synthesize , nickel oxide nanoparticles , nickel oxalate , micelle , surfactant , calcination