• شماره ركورد
    34283
  • پديد آورنده

    فاطمه فضلي

  • عنوان
    ساخت و بررسي خواص مواد دو بعدي هيدروكسيد‌هاي لايه‌اي دوگانه (LDH) با استفاده از روش مكانوشيميايي
  • مقطع تحصيلي
    ارشد
  • رشته تحصيلي
    فيزيك
  • سال تحصيل
    1402
  • تاريخ دفاع
    1404/6/31
  • استاد راهنما
    دكتر رضوانه امراللهي
  • استاد مشاور
    دكتر محبوبه رباني
  • دانشكده
    فيزيك
  • چكيده
    هيدروكسيدهاي لايه‌اي دوگانه از جمله نانومواد دوبعدي هستند كه طي دو دهه اخير به‌دليل ويژگي‌هاي ساختاري منحصربه‌فرد و خواص فيزيكي و شيميايي متنوع، در حوزه‌هايي نظير جذب سطحي، كاتاليز، ذخيره‌سازي انرژي (ابرخازن‌ها و باتري‌ها) و دارورساني مورد توجه ويژه قرار گرفته‌اند. در اين پژوهش، ماده هيدروكسيد لايه‌اي دوگانه كبالت-آلومينيوم با بهره‌گيري از روش مكانوشيميايي ساخته شد. اين روش به‌عنوان روشي سبز، اقتصادي و قابل توسعه براي توليد صنعتي، جايگزيني مناسب براي روش‌هاي محلول‌محور سنتي به‌شمار مي‌رود. ساخت اين ماده با استفاده از مواد اوليه آزمايشگاهي و صنعتي انجام گرفت تا امكان مقايسه عملكرد و ساختار نمونه‌ها فراهم گردد. در ادامه، فرآيند ساخت مكانوشيميايي بهينه‌سازي شد و تأثير عوامل مؤثر از جمله استفاده از آون و مرحله پيرسازي بر شكل‌گيري صفحات ماده و سازوكار حذف رنگ‌هاي آلي مورد بررسي قرار گرفت. نمونه‌هاي ساخته‌شده با استفاده از آزمون‌هاي XRD، FT-IR، BET، SEM، EDS و XRF مشخصه‌يابي شدند؛ سپس با استفاده از آناليز UV-DRS شكاف انرژي نمونه هاي سنتز شده اندازه گيري شد. همچنين، آزمون پتانسيل زتا براي تعيين بار سطحي و بررسي رفتار الكتروستاتيكي سطحي مواد انجام شد. پايداري ساختاري نمونه‌ها در برابر شرايط محيطي طي دو هفته با استفاده از آزمون‌هاي XRD و FT-IR تأييد گرديد كه نشان‌دهنده مقاومت بالاي اين ماده در برابر هواي آزاد است. در بخش عملكردي، توانايي جذب و تخريب رنگ‌هاي آلي شامل رنگ قرمز كنگو (با غلظت ppm100) و آبي متيلن (با غلظت‌هاي ppm100 و ppm10) مورد ارزيابي قرار گرفت. آزمون‌ها با استفاده از 1/0 گرم از Co-Al LDH در 100 ميلي‌ليتر محلول رنگي انجام شد. نتايج نشان داد كه در شرايط بهينه (pH=5)، نمونه آزمايشگاهي توانست 80٪ از رنگ قرمز كنگو را طي 45 دقيقه در تاريكي جذب كند، در حالي‌كه نمونه صنعتي توانست 81٪ از رنگ را طي 1 ساعت نوردهي تخريب نمايد. در مقابل، رنگ آبي متيلن تعامل ضعيف‌تري با اين ماده داشت و حداكثر راندمان تخريب آن كمتر از 12٪ بود. اين رفتار به ماهيت كاتيوني رنگ آبي متيلن و تمايل كمتر آن به تعامل با ساختار لايه‌اي ماده نسبت داده شد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/10/09
  • عنوان به انگليسي
    Fabrication an‎d investigation of properties of two-dimensional materials of double layered hydroxides (LDH) using mechanochemical method
  • تاريخ بهره برداري
    9/22/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    فاطمه فضلي

  • چكيده به لاتين
    Layered double hydroxides are a class of two-dimensional nanomaterials that have attracted significant attention over the past two decades due to their unique structural features an‎d diverse physicochemical properties. These materials have found applications in adsorption, catalysis, energy storage (supercapacitors an‎d batteries), an‎d drug delivery systems. In this study, cobalt–aluminum LDH was constructed using a mechanochemical approach. This method is considered a green, cost-effective, an‎d scalable alternative to conventional solution-based techniques, making it suitable for industrial production. The construction process was carried out using both laboratory-grade an‎d industrial-grade precursors to enable comparative analysis of structural an‎d functional performance. Subsequently, the mechanochemical construction method was optimized, an‎d the effects of oven treatment an‎d aging steps on the formation of LDH layers an‎d their influence on the dye removal process were investigated. The constructed materials were characterized using XRD, FT-IR, BET, SEM, EDS, an‎d XRF analyses; Then, the ban‎d gap of the synthesized samples was measured using UV-DRS analysis. Additionally, zeta potential measurements were performed to determine the surface charge behavior of the synthesized LDHs. Structural stability of the cobalt–aluminum LDH under ambient conditions was confirmed over a two-week period using XRD an‎d FT-IR, indicating high environmental resistance. The adsorption an‎d degradation performance of the LDHs were eva‎luated using Congo red (100 ppm) an‎d methylene blue (100 ppm an‎d 10 ppm) as model dyes. Experiments were conducted with 0.1 g of Co-Al LDH in 100 mL of dye solution. Under optimal conditions (pH = 5), the laboratory-grade sample achieved 80% adsorption of Congo red within 45 minutes in the dark, while the industrial-grade sample demonstrated 81% degradation after 1 hour of light exposure. In contrast, methylene blue exhibited weaker interaction with the LDH material, with a maximum degradation efficiency below 12%, attributed to its cationic nature an‎d lower affinity for interlayer interactions within the LDH structure.
  • كليدواژه هاي فارسي
    نانو مواد دو بعدي - هيدروكسيد لايه‌اي دوگانه - مكانوشيميايي - جذب سطحي - قرمز كنگو - آبي متيلن
  • كليدواژه هاي لاتين
    Two-dimensional nanomaterials - layered double hydroxide - mechanochemical - surface adsorption - Congo red - methylene blue
  • Author
    Fateme fazli
  • SuperVisor
    Dr. Rezvane Amrollahi