9791

بررسي اثر دماي سنتز بر ويژگي‌هاي فيزيكي نانوذرات سيليكاي مزومتخلخل به روش سل‌ژل

مهندسي مواد و متالورژي

1404

آقاي دكتر ملكي

خانم دكتر قنبري

1404/07/02

دانشكده مواد و متالورژي

Investigation of the effect of synthesis temperature on the physical properties of mesoporous silica nanoparticles prepared by the sol-gel method

نانوذرات سيليكاي مزومتخلخل (Mesoporous silica nanoparticles, MSNs) به دليل دارا بودن سطح ويژه‌ي بالا، تخلخل قابل تنظيم و پايداري شيميايي، در حوزه‌هاي گوناگوني همچون دارورساني، كاتاليست و جذب آلاينده‌ها اهميت فراواني يافته‌اند. كنترل شرايط سنتز، از جمله دما، نقش كليدي در تعيين ساختار و خواص اين نانوذرات دارد. نانوذرات سيليكاي مزومتخلخل با روش اصلاح‌شده‌ي استوبر در دماهاي مختلف (C70°-40) سنتز شدند تا اثر دماي سنتز بر ويژگي‌هاي ساختاري آن‌ها بررسي شود. در اين روش از تترااتيل اورتوسيليكات به‌عنوان پيش‌ماده سيليكا و ستيل‌تري‌متيل‌آمونيوم برومايد (Cetyltrimethylammonium Bromide, CTAB) به‌عنوان سورفكتانت استفاده شد و واكنش در محيط بازي انجام گرفت. پس از سنتز، ذرات براي حذف سورفكتانت عمليات حرارتي شدند. ذرات سنتز‌شده با استفاده از روش‌هاي آناليز پراش پرتو ايكس (معمولي و زاويه پايين) (X-ray diffraction, XRD)، آناليز انداره‌گيري سطح و تخلخل‌سنجي (Brunauer-Emmett-Teller, BET)، آناليز گرماوزنسنجي (Thermogravimetric Analysis, TGA) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (Field Emission Scanning Electron Microscopy, FESEM) مورد مطالعه قرار گرفتند. آناليز XRD معمولي حضور فاز سيليكاي آمورف را نشان داد، در حالي كه آناليز XRD زاويه‌ي پايين، وجود مزوحفره‌هاي منظم را نشان داد. منحني‌هاي هم‌دماي جذب–واجذب نيتروژن (Nitrogen Adsorption–Desorption Isotherms) رفتار هيسترزيس نوع H1 را كه معرف ساختارهاي مزومتخلخل است، آشكار ساختند. سطح ويژه BET از m2/g1000 به m2/g1500 با كاهش دماي سنتز از C70° به C40° افزايش يافت. نتايج TGA، خروج CTAB را در بازه‌ي دمايي ℃350-250 نشان داد. تصوير FESEM نشان‌دهنده‌ي سنتز ذرات كروي با اندازه‌ي حدود nm90±10 بود. به طور كلي، كاهش دماي سنتز موجب افزايش نظم مزوحفره‌ها و سطح‌ويژه شده است.

نانوذرات سيليكاي مزومتخلخل، سل-ژل، روش اصلاح شده استوبر، سطح‌ويژه