غزل كوچناني

An Investigation into Synthesis Methods an‎d Applications of High Specific Surface Area Zinc Oxide (ZnO)

در اين پژوهش، انواع روش‌هاي سنتز و كاربردهاي گوناگون نانوساختارهاي اكسيد روي (ZnO) مورد بررسي قرار گرفته و نانوذرات اكسيد روي با سطح ويژه بالا (m2/g 30-70) با هدف استفاده در فرآيندهاي كاتاليستي و جذب گازهاي آلاينده براي كاربردهاي زيست‌محيطي سنتز شدند. روش سنتز مورد استفاده شامل فرآيند كربناسيون كنترل‌شده يون‌هاي روي موجود در سوسپانسيون آبي با استفاده از دي‌اكسيد كربن (CO2) و تشكيل پيش‌سازنده هيدروزنسيت (هيدروكسي كربنات روي بازي) بود كه پس از كلسينه شدن در دماي متوسط و تجزيه حرارتي به اكسيد روي فعال تبديل گرديد. به منظور شناسايي و بهينه‌سازي اثر پارامترهاي فرآيند شامل دماي سنتز، زمان كربناسيون،pH اوليه و نسبت مايع به جامد در سوسپانسيون آبي از طراحي آزمايش و روش آماري سطح پاسخ (RSM) بهره گرفته شد. نتايج آزمون تخلخل‌سنجي BET نشان داد كه نانوذرات اكسيد روي سنتزشده داراي سطح ويژه بالا با ساختاري متخلخل شامل ماكروحفره و مزوحفره هستند. مدل آماري حاصل با شاخص‌هاي برازش مطلوب توانست شرايط بهينه سنتز (دماي سنتز °C 70، مدت زمان كربناسيون 1 ساعت، pH اوليه 9 و نسبت مايع به ماده جامد mL/g 20) را پيش‌بيني كند و صحت مدل با راستي‌آزمايي و انطباق مناسب بين مقدار پيش‌بيني‌شده (m2/g 283/31) و مقدار واقعي (m2/g 127/29) با خطاي نسبي 7% تاييد شد. نتايج پژوهش نشان مي‌دهد اين روش سنتز مقياس‌پذير و سازگار با محيط‌زيست به همراه بهينه‌سازي آماري مي‌تواند رويكردي كارآمد براي توليد نانوذرات اكسيد روي با سطح ويژه بالا و ويژگي‌هاي ساختاري كنترل‌پذير فراهم آورد كه به عنوان جاذب سولفيد هيدروژن (H₂S) در كاربردهاي زيست‌محيطي و پايه كاتاليست در واكنش‌هاي كاتاليستي ناهمگن بسيار مناسب هستند.

اكسيد روي با سطح ويژه بالا , اكسيد روي فعال , روش سطح پاسخ (RSM) , هيدروزنسيت , كربناسيون با دي‌اكسيد كربن (CO2)