20934

۲۰۹۳۴

بررسي تاثير نوع و مقدار سوخت بر مشخصات پودري NiS تهيه شده به روش سنتز احتراق محلولي

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد - متالورژي استخراجي

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۰۲/۲۴

دكتر سيد مرتضي مسعودپناه - دكتر محمد شيخ شاب بافقي

دكتر سميه اعلم الهدي

مواد و متالورژي

چكيده آلودگي محيط زيست در ابعاد جهاني و كمبود منابع تميز انرژي باعث شده است تا در سال¬هاي اخير توجه دانشمندان بر روي مسائل زيست محيطي به ويژه مواد و فرايندهاي فيزيكي و شيميايي تميز متمركز شود. يكي از راه¬هاي مبارزه با آلودگي¬هاي زيست محيطي، تجزيه¬ي مولكول¬هاي سمي و مضر و تبديل آن¬ها به مواد غيرسمي توسط فرايندهاي فتوكاتاليستي است. سولفيد نيكل به دليل دارا بودن باندگپ كوچك (eV41/2 -92/1) ، فراواني و ارزاني توجهات زيادي را به عنوان ماده فتوكاتاليستي به خود جلب كرده است. در اين پژوهش نانو ذرات سولفيد نيكل با روش سنتز احتراق محلولي با استفاده از سوخت¬هايي همچون تيواوره و تيواستمايد به عنوان منبع سولفوري و مخلوط اين سوخت ها با گلايسين، اوره و سيتريك اسيد سنتز شدند. استفاده از تركيب سوخت به منظور تغيير در شرايط احتراق از جمله دما، مقدار و تركيب گاز احتراق صورت گرفت. همچنين در اين پژوهش در سنتز با تركيب سوختي تيواوره-اوره علاوه بر روش حرارت دهي مرسوم از مايكروويو نيز به عنوان منبع حرارت استفاده شد تا تفاوت ريزساختاري و فازهاي تشكيل شده آن¬ها مورد بررسي قرار گيرد. پودر سنتز شده با استفاده از روش¬هاي پراش پرتو ايكس(XRD )، ميكروسكوپ الكترون روبشي گسيل ميدان (FESEM )، طيف سنجي بازتاب نفوذي (DRS ) و طيف سنجي مرئي- فرابنفش (UV-Visible ) مورد بررسي قرار گرفت و همچنين بر روي ژل نيز آناليز حرارتي (TGA/DTA ) انجام شد. نتايج بدست آمده از آناليز پودرها، تشكيل تركيبات مختلفي همچون NiS2، NiS و كامپوزيت هايي مانندNiS-NiS2 و NiS-Ni3S2 را نشان داد. كه عمد¬¬تا مورفولوژي شبه كروي را به خود گرفته بودند. بررسي فعاليت فتوكاتاليستي پودرهاي سنتز شده نتايج خوبي را نشان مي¬داد به طوري كه پودرNiS توانايي جذب متيلن بلو تا % 4/88 و تجزيه %¬ 25/74 تحت تابش نور مرئي را دارا هستند. كلمات كليدي: سولفيد نيكل، سنتز احتراق محلولي، نوع سوخت، تركيب سوختي، فتوكاتاليست، حرارت دهي مايكروويو

1398/05/21

Effect of type and amount of fuel on Solution combustion synthesis of Nickel Sulfide

5/14/2019 12:00:00 AM

Abstract Environmental pollution in global scale and the lack of clean energy sources have led scientists to focus on environmental issues, in particular clean chemical and physical materials and processes. One of the ways to inhibit environmental pollution is to decompose toxic and harmful molecules and convert them into non-toxic substances by photocatalytic processes. Nickel sulfide has attracted a lot of attentions as a photocatalytic material due to its small band gap (1.92-2.41 eV), abundance and cheapness. In this study, nanoparticles of nickel sulfide were synthesized by solution combustion synthesis method using fuels such as tiourea and thioacetamide as sources of sulfur and mixtures of these fuels with glycine, urea and citric acid. The fuel combination was used to change the combustion conditions, including temperature, amount and combustion gas composition. In this study, in the synthesis by tiourea-urea fuel composition, in addition to the conventional heat treatment, microwave was also used as a heat source to study the microstructural difference and the differences of their forming phases. The synthesized powder was investigated using X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), diffuse reflection spectroscopy (DRS) and ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Visible) methods, and also a thermal analysis (TGA/DTA) was confirmed on the gel. The results obtained from the analysis of the powders showed the formation of various compounds such as NiS , NiS2 and composites such as NiS-NiS2 and NiS-Ni3S2, which were mainly pseudo spherical morphology. The investigation of photocatalytic activity of synthesized powders showed good results, so that nickel sulfide powder has the ability to absorb methylene blue up to 88.4% and degrade 74.3% under visible radiation exposure. Key words: Nickel sulfide, Solvent combustion synthesis, Fuel type, Fuel composition, Photocatalyst, Microwave heating