6623

6623

سنتز نانوبنتونيت از بنتونيت به روش صنعتي

كارشناسي

سراميك

1398

دكتر هاجر قنبري - دكتر رحيم نقي زاده

1398/10/02

مواد و متالورژي

نانوذرات به‌دليل ويژگي‌هاي منحصربه‌فردي كه از خود بروز مي‌دهند، مورد‌‌توجه بسياري از پژوهشگران قرارگرفته‌اند. نانوذرات رس به‌دليل دردسترس و ارزان بودن، زيست‌سازگاري و عدم آسيب به محيط‌زيست توجه مضاعفي را به خود جلب‌كرده‌اند. در اين ميان، نانوذرات بنتونيت به‌دليل خاصيت تورم‌پذيري و جذب بالا در انواع كامپوزيت‌ها به عنوان جاذب و براي افزايش استحكام مكانيكي كاربرد دارند. ‌هم‌چنين از نانوبنتونيت در حوزه بسته‌بندي موادغذايي، دارورساني، تصفيه آب و روغن‌ها و توليد مواد آرايشي و بهداشتي استفاده مي‌شود. به‌همين‌جهت توليد مقرون به‌صرفه و صنعتي آن از اهميت بالايي برخوردار است. به‌منظور خالص‌سازي بنتونيت صنعتي و جداسازي ناخالصي مثل كريستوباليت، ساپونيت، كلسيت و غيره ابتدا 5 گرم پودر بنتونيت به همراه 1 ليتر آب ديونيزه تحت امواج فراصوت قرار گرفت و با استفاده از همزن مغناطيسي به‌مدتh 24 همزده‌شد و بعد از 55 ساعتml 800 بالايي جداسازي شد و در خشك كن با دماي ℃ 90 به مدت 24 ساعت قرار گرفت. درروش اول سوسپانسيوني از بنتونيت خالص‌شده در اتانول تهيه شد و به مدت 2 ساعت با توان 100 وات تحت امواج فراصوت قرار گرفت و در ادامه در دماي ℃ 90به مدت 24 ساعت خشك شد. در روش دوم g 5/2 بنتونيت خام با g875/0 CTAB وml 125 آب ديونيزه مخلوط شد و به مدت 2 ساعت و 10 ساعت جارميل شد و در آخر به مدت 24 ساعت در خشك‌كن با دماي 90℃ قرار داده شد و فرآيند ذكر شده يك‌بار هم براي بنتونيت خالص‌شده تكرار شد. در روش سوم بنتونيت خـام با g875/0 CTAB وml 125 آب ديونيزه مخلوط شد و به مدت 2 ساعت با استفاده از آسياب ماهواره‌اي آسياب شد و فرآيند ذكر شده يكبار هم براي بنتونيت خالص تكرار شد. در روش دوم و سوم به منظور تورق صفحات و افرايش فاصله‌ي آن‌ها از CTAB استفاده شد. بهترين نتيجه مربوط به نمونه‌ي خالص سنتزشده با استفاده از 2 ساعت جارميل است زيرا پهناي قله در نصف ارتفاع قله(T) با توجه به فرمول T= (λ×0.9)/(B× COS(ϴ)) در نمونه بنتونيت خام حدود1/1، در نمونه بنتونيت خالص حدود79/0، در بنتونيت سنتزشده با استفاده از امواج فراصوت حدود 4/1 راديان است كه نشان‌دهنده پهن‌شدن قله است.بيشترين پهنا در نصف ارتفاع قله براي نمونه‌ي 2 ساعت جارميل است و با توجه به عدم تغييرCOS(ϴ) ، B و λ نشاندهنده نازك شدن صفحات است. به علاوه استفاده از جارميل در مقايسه با ساير روش‌ها هم‌چون اعمال امواج فراصوت توجيه اقتصادي بهتري نيز دارد. با استفاده از آناليز الگوي پراش اشعه ايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي و آناليز طيف‌سنجي مادون قرمز به‌ترتيب فاز ذرات سنتزشده، اندازه ضخامت صفحات و مورفولوژي ذرات و پيوندهاي موجود در ماده بررسي شد.