20025

۲۰۰۲۵

بررسي عوامل موثر بر سنتز و خواص كره هاي آلومينايي متخلخل

كارشناسي ارشد

سراميك

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۸/۲۹

حسين سرپولكي

مواد و متالورژي

با توجه به كاربرد¬هاي فراوان كره¬هاي آلومينايي متخلخل در صنايع مختلف، امروزه توليد اين كره¬ها با استفاده از روش¬هاي ارزان، ساده و دوستدار محيط زيست بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش با استفاده از تلفيق روش ريخته¬گري ژلي به كمك آگارز و روش قطره در روغن كه يك روش ارزان، ساده، غير سمي و دوستدار محيط زيست بوده، كره¬هاي متخلخل آلفا-آلومينا و مزومتخلخل گاما-آلومينا توليد شدند. براي توليد كره¬هاي متخلخل آلفا-آلومينا، دوغاب¬هايي با غلظت 10، 20و30% حجمي آلوميناي كلسينه شده و هيدروكسيدآلومينيوم كه حاوي 5/0 تا 3% وزني آگارز به عنوان ژل كننده است و دوغاب¬هاي 20 و 30% حجمي آلوميناي كلسينه شده و هيدروكسيدآلومينيوم حاوي 2% وزني آگارز به منظور افزودن 10% وزني بوهميت انتخاب شدند. براي توليد كره¬هاي متخلخل گاما-آلومينا، دوغاب¬هايي با غلظت 20% حجمي نانوبوهميت حاوي 2% وزني آگارز تهيه شد و با استفاده از روش قطره در روغن كره-هاي متخلخل آلفا و گاما-آلومينا شكل دهي شدند. پس از خشك شدن در دماي محيط، نمونه¬هاي آلفا-آلومينا به مدت 1 ساعت در دماهاي℃1350 و 1450 زينتر شدند و نمونه¬هاي گاما-آلومينا در دماي℃550، 650 و 750 كلسينه شدند. پس از زينتر، چگالي كلي، درصد تخلخل، استحكام شكست، ساختار حفرات(BET)، ريز ساختار(SEM)و الگوي اشعه ايكس(XRD) نمونه¬ها مشخصه يابي شد. در كره-هاي متخلخل آلفا-آلوميناي تهيه شده از آلوميناي كلسينه شده و هيدروكسيدآلومينيوم به ترتيب ، چگالي كلي g.cm-3 88/1-7/1 و 36/1-11/1، درصد تخلخل كلي 3/57-78/52 و 09/70-31/63%، استحكام شكستN 47-50 و 47-45و سطح مخصوص براي كره¬هاي متخلخل تهيه شده از آلوميناي كلسينه شده و هيدروكسيدآلومينيوم به ترتيب m2.g-1 984/8 و 718/8 بدست آمد. در اثر افزودن بوهميت به كره¬هاي متخلخل آلفا-آلومينا تهيه شده از آلوميناي كلسينه شده و هيدروكسيد آلومينيوم به ترتيب، چگالي كليg.cm-3 70/59-1/1و 46/1-35/1، درصد تخلخل كلي 26/58-60/55 و 41/64-26/61%، استحكام شكستN 50-48 و 46-49و سطح مخصوصm2.g-1 472/13 و 768/7بدست آمد. در كره¬هاي مزومتخلخل گاما-آلومينا، سطح مخصوص m2.g-1 89/284-193 و اندازه¬ي تخلخلnm 2/8--9/5 و حجم تخلخلcm3.g-1 42/0 -39/0بدست آمد.

1397/11/15

Investigation of the effective parameters of the synthesis and properties of the spherical porous Alumina

11/21/2019 12:00:00 AM

Porous alumina spheres have attracted considerable attention in various industries due to their unique properties, such as chemical stability, high specific surface, high thermal shock resistance, desirable strength and etc. Due to these special properties, these spheres are used as catalyst, support catalyst, adsorbent, membranes of arsenic and fluorine removal from water. In this study, by using the agarose gel casting method and the drop in oil method, which is an inexpensive, simple, non-toxic and environmentally friendly method, the porous α-alumina and mesoporous gamma-alumina spheres were produced.In this study, for the production of α-alumina porous spheres, slurries with a concentration of 10, 20 and 30% vol calcined alumina and aluminum hydroxide containing from 0.5 to 3% by weight of agarose as a gelling agent and 20 and 30% vol calcined Alumina and Aluminum Hydroxide Containing 2% agarose weights were selected to add 10% boehmite weight. To produce gamma-alumina porous spheres, slurries with a 20%vol concentration of nanoboehmite containing 2 %Wt of agarose were prepared and droped in oil to produce alpha and gamma porous alumina spheres. After drying at ambient temperature, alpha-alumina samples were sinterd at 1350 °C and 1450 °C for 1 hour and the gamma-alumina samples were calcined at 550 ° C, 650 ° C and 750 ° C. After sintering, the bulk density, porosity percentage, fracture strength, pore structure (BET), microstructure (SEM) and X-ray pattern (XRD) of the specimens were characterized. In the porous alpha-alumina spheres prepared from calcined Alumina and aluminum hydroxide, the bulk density was measured 1.70-1.88 and 1.36-1.1 g.cm3 respectively, the total porosity was 52.78-57.3 % and, 63.31 70.09 %, crush strengh of 47-50 N and 45-47N, and special surface area for porous spheres made of calcined Alumina and aluminum hydroxide were obtained at 8.984 m2g-1 and 8/7188 m2g-1 respectively. In mesoporous gamma-alumina spheres, the specific surface area was measured from 193 to 284.89 m2g and the pore size was 5.9-8.2 nm and the pore volume was 0.393 – 0.423 cm3g-1.