19859

۱۹۸۵۹

بررسي عوامل موثر بر تهيه پوشش نانو ساختار حاوي نيكل با خاصيت آب دوستي زياد

كارشناسي ارشد

صنايع شيميايي معدني

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۲/۹

دكتر رضا نوروز بيگي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

چكيده در سال‌هاي اخير، نانوپوشش‌ها به دليل كاربردهاي بسيار گسترده مورد توجه قرار‌گرفته‌اند. روش‌هاي دست¬ يابي به اين پوشش‌ها بسيار متنوع مي‌باشند. روش رسوب دهي حمام شيميايي (CBD) روشي تك مرحله‌اي، ساده و اقتصادي براي ساخت پوشش بر روي پايه‌هاي مختلف است. در اين پژوهش از توري فولاد زنگ نزن به عنوان پايه‌ي پوشش‌ها استفاده شده است. به‌منظور پوشش‌دهي بهتر بر روي سطح توري‌ها بذرهايي از جنس اكسيد نيكل و اكسيد روي ايجاد شده است. مشخصه‌يابي پوشش‌ها با استفاده از آناليزهاي‌پراش پرتو ايكس، FTIR، FE-SEM، EDS و زبري سنجي صورت پذيرفت. از طراحي آماري تاگوچي براي بررسي عوامل مؤثر بر تهيه پوشش نانو ساختار استفاده شد. غلظت سورفكتانت، عامل قليايي، نسبت عامل قليايي به نمك فلزي، نوع نمك فلزي، نوع بذر لايه و غلظت بذر لايه عوامل بررسي شده در طراحي تاگوچي بوده‌اند. همچنين بررسي‌هاي اثر يك فاكتور در يك زمان نيز در دستور كار قرار‌گرفت. نتايج آناليز تاگوچي نشان داد كه نمونه بهينه، سطحي فوق ‌‌آب‌دوست و فوق ‌روغن‌گريز در زير آب با زاويه ‌تماس °5/7 ±15/156 و پسماند زاويه تماس (OCAH) حدود °3/4 است. تصوير ميكروسكوپي الكتروني روبشي گرفته شده از روي سطح نمونه‌هاي ساخته شده نشان داد كه ضخامت نانو صفحه‌هاي محصول نهايي تقريبا nm5/69 است. همچنين متوسط اندازه كريستال اكسيدنيكل توسط رابطه شرر nm19/14 محاسبه شد. به‌منظور بررسي كاربرد پوشش‌هاي ساخته شده در حذف آلاينده‌هاي رنگي از محلول آبي، جذب سطحي و حذف فوتوكاتاليستي نمونه‌ي سنتز شده مورد بررسي قرار‌گرفت. نتايج نشان داد كه نمونه‌هاي اكسيد نيكل تهيه شده در شرايط بهينه، جاذب‌هاي خوبي به‌منظور حذف رنگ قرمز كنگو ‌‌مي‌باشند. بازده رنگ جذب شده براي غلظت‌هاي ppm5 وppm20 محلول قرمز كنگو به ترتيب 74/81% و 87/62% بدست آمدند. همچنين در غلظت‌هاي ppm5 و ppm20 محلول رنگي، حذف فوتوكاتاليستي به ترتيب 4/29% و87/27% بدست آمدند. واژه‌هاي كليدي: ، فوق آب‌دوستي، روش CBD، اكسيد نيكل، جذب سطحي

1397/06/27

Investigation on the Main variables affecting the Ni-Incorporating Nanostructured Superhydrophilic Coatings

9/18/2018 12:00:00 AM

Abstract: In recent years, nano coatings have been attracted many interests due to many applications. There are many methods to prepare nano coatings. The CBD method is a simple, facile and cost effective method. In the present work, the stainless steel meshes were applied as substrates. To achieve better thin film deposition, seed layers of NiO and ZnO were deposited on the substrate before CBD step. The micro-nano structured nickel oxalate were obtained. The FTIR, XRD, FESEM, roughness test and EDS were used to characterize the samples In order to evaluate the main parameters of the synthesis, 6 important experimental factors were investigated under Taguchi L16 designed experiments. The studied parameters were alkaline/metallic salt molar ratio, PVP solution concentration, seed layer type, seed layer solution concentration, alkaline agent type, precursor type. According to the results, alkaline/metallic salt molar ratio which ranked first among the investigated factors play a key role in the synthesis preparation however seed layer concentration had the lowest level of effect. The optimum sample with was super hydrophilic and under water oil contact angel was 156.15±7.5°, Contact angel hysteresis was about 4.3°. The nano sheets with 69.5nm thickness were obtained. The chemical and mechanical stability of the optimum sample indicated that it had a good mechanical stability after 12 cycles of abrasion test and a suitable chemical resistance after it was maintained 10 days in acidic solution (pH=4, 6) .The prepared optimum sample was used as adsorbent to remove the Congo red Furthermore, the photo-catalytic behavior of the sample was studied. Keywords: under water oleo phobic, CBD method, super hydrophilic, adsorption