ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تحضير ودراسة بنيوية لأيروجيل أكسيد السيليسيوم بطريقة Sol-gel المستخدم كعازل أو كحفاز في عمليات تنقية المياه

743   1   0   0.0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2018
  مجال البحث كيمياء
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

تم في هذا البحث تحضير عدة عينات من أكسيد السيليسيوم على شكل ايروجل وكسيروجل بدءاً من مواد أولية مختلفة وباعتماد طرق مختلفة للتجفيف . حيث حضر جزء من العينات باستخدام سيليكات الصوديوم المائية ( الماء الزجاجي ) ( Na2SiO3) كمادة أولية وهي مادة اقتصادية رخيصة الثمن بينما حضرت العينات الباقية باستخدام تترا إيتوكسي سيلان ( TEOS ) أجريت على بعض هذه العينات عملية تعديل سطحي قبل التجفيف باستخدام تري ميتيل كلوروسيلان وهو مترفع الثمن ( TMCS ) وذلك من خلال استبدال مجموعات السيلانول السطحية ( Si-OH ) بالإلكيل . اما العينات الباقي حضرت دون إجراء التعديل السطحي فنجحنا في الحصول على أيروجيل بتكلفة تحضير منخفضة أكثر وخصائص قريبة جداً من العينات المُحضرة بالتعديل السطحي .


ملخص البحث
تناولت هذه الدراسة تحضير عدة عينات من أكسيد السيليسيوم على شكل إيروجل وكسيروجل باستخدام مواد أولية مختلفة وطرق تجفيف متنوعة. تم تحضير جزء من العينات باستخدام سيليكات الصوديوم المائية (الماء الزجاجي) كمادة أولية، وهي مادة اقتصادية رخيصة الثمن، بينما حُضرت العينات الأخرى باستخدام تترا إيتوكسي سيلان (TEOS). أجريت على بعض العينات عملية تعديل سطحي باستخدام تري ميتيل كلورو سيلان (TMCS) لاستبدال مجموعات السيلانول السطحية بالإلكيل، بينما حُضرت العينات الأخرى دون إجراء التعديل السطحي. أظهرت النتائج أن العينات المحضرة دون تعديل سطحي كانت ذات تكلفة أقل وخصائص قريبة جداً من العينات المعدلة سطحياً. تم استخدام هذه العينات في تنقية المياه من أيونات الحديد الثلاثي، حيث أظهرت العينة (VI) التي حضرت دون تعديل سطحي قدرة امتزازية عالية بعد 24 ساعة قريبة جداً من العينة (VIII) المعدلة سطحياً. تم تنشيط وإعادة استخدام هاتين العينتين. استخدمت الدراسة أجهزة حديثة مثل المجهر الماسح الإلكتروني (SEM) ومطيافية الأشعة تحت الحمراء (FT-IR) وجهاز قياس السطح النوعي (BET) لتحليل العينات. أظهرت النتائج أهمية طريقة التجفيف في تحديد خصائص الإيروجل الناتج. كما تم اختبار إمكانية استخدام العينات في تنقية المياه من أيونات الحديد الثلاثي، وأظهرت العينات المحضرة دون تعديل سطحي قدرة امتزازية عالية وبتكلفة أقل.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعتبر هذه الدراسة خطوة مهمة في مجال تحضير مواد الإيروجل واستخدامها في تنقية المياه. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، كان من الممكن توسيع نطاق الدراسة ليشمل مواد أولية أخرى غير السيليكات، مثل الألومينا وأكسيد التيتانيوم، وذلك لاستكشاف خصائص وفعالية مواد إيروجل أخرى. ثانياً، كان من الممكن إجراء دراسات معمقة حول الخصائص الحرارية والصوتية للإيروجل المحضر، مما يضيف قيمة إضافية للبحث. ثالثاً، يمكن تحسين منهجية إعادة تدوير العينات ودراسة تأثير ذلك على السطح النوعي والقدرة الامتزازية بشكل أكثر تفصيلاً. وأخيراً، يمكن تطوير طرق تحضير تحت الضغط الجوي لإنتاج ألواح كبيرة من إيروجيل السيليكا لاستخدامها كمواد عزل في البناء، مما يعزز من تطبيقات هذه المواد في الحياة العملية.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي المواد الأولية المستخدمة في تحضير عينات الإيروجل في هذه الدراسة؟

    تم استخدام سيليكات الصوديوم المائية (الماء الزجاجي) وتترا إيتوكسي سيلان (TEOS) كمادتين أوليتين في تحضير عينات الإيروجل في هذه الدراسة.

  2. ما هي الطرق المستخدمة في تجفيف العينات المحضرة؟

    تم استخدام طرق تجفيف مختلفة تشمل التجفيف بدرجات حرارة مختلفة، التجفيف باستخدام نظامي الهكسان، والتجفيف تحت الضغط الجوي.

  3. ما هي الأجهزة المستخدمة لتحليل العينات في هذه الدراسة؟

    تم استخدام المجهر الماسح الإلكتروني (SEM)، مطيافية الأشعة تحت الحمراء (FT-IR)، وجهاز قياس السطح النوعي (BET) لتحليل العينات.

  4. ما هي النتائج الرئيسية التي توصلت إليها الدراسة بخصوص استخدام العينات في تنقية المياه؟

    أظهرت النتائج أن العينة (VI) التي حضرت دون تعديل سطحي أظهرت قدرة امتزازية عالية بعد 24 ساعة قريبة جداً من العينة (VIII) المعدلة سطحياً، وتم تنشيط وإعادة استخدام هاتين العينتين.


المراجع المستخدمة
Aerogels Handbook 2011
قيم البحث

اقرأ أيضاً

تم في هذا العمل تحضير عدة عينات من أكسيد السيليسيوم على شكل كسيروجل اويروجل بدءاً من مواد أولية مختلفة و باعتماد طرق مختلفة للتجفيف. حيث حضر جزء من العينات باستخدام سيليكات الصوديوم المائية (الماء الزجاجي) كمادة أولية و هي مادة اقتصادية رخيصة الثم ن، بينما حضرت العينات الباقية باستخدام تترا إيتوكسي سيلان.
تم في هذا البحث تحضير الأكسيد المكعبي ZnCo2O4 بواسطة طريقة الترسيب المشترك بدءاً من محاليل كلوريدات المعادن الموافقة عند pH=13 و بنسب مولية مختلفة تبلغ (5.Zn:Co=(1:2 - 1:2 و تم حرق العينات عند درجات حرارة مختلفة (400-500-600-700-800-1000) في محاولة لتحضير هذا الأكسيد الهام صناعياً و تجارياً وفق خواص متميزة بدءاً من أملاح الكGوريدات الرخيصة الثمن و التي يسIل العمل معها مقارنة بغيرها و بإستخدام طريقة تحضير بسيطة. حيث تم اختيار طريقة الترسيب المشترك نظرا لمتطلباتها البسيطة و امكانية التحكم في خواص و بنية الأكسيد الناتج بضبط مقاييس مختلفة مثل درجة حرارة المزج أو سرعة و وقت عملية التجفيف و غيرها. تم تحميل العينات الناتجة بواسطة جهاز انعراج الأشعة السينية للمساحيق XRPD و جهاز التحليل الحراري التفاضلي DTA و جهاز الأشعة تحت الحمراء FT-IR و جهاز المجهر الماسح الإلكتروني SEM . و قد وجد أن لون العينات الناتجة و حجم تبلورها و عملية تشكل و تفكك هذه العينات تعتمد على درجة حرارة الحرق و النسبة المولية Zn:Co و على زمن التحريك. أظهرت النتائج تشكل الأكسيد ZnCo2O4 عند درجات حرارة منخفضة نسبياً وقد امتلكت كل العينات الناتجة بنية السباينل المكعبية ذات مجموعة التناظر الفراغية Fd3m .
حُضّرت أغشية سميكة بطريقة الطلاء الكيميائي من مساحيق أكسيد التنغستين النانوية مركب مصدر, بالطحن في مطحنة الكرات عالية الطاقة لفترات زمنية متعددة (1-18h) ، على ركائز زجاجية نظيفة تحتشر وطحرارية معينة (تم تغيير درجة الحرارة من 25°C إلى(350°C . دُرست ا لأغشية من حيث خصائصها التحسسية تجاه 100 ppm من بخار الإيثانول , باستخدام مميزات تيار-جهد (I-V) . تم استنتاج طاقة التنشيط Ea للأغشية المحضّرة من معادلة أرينيوس. وُثق تأثير الحجم الحبيبي والشروط الحرارية في الخصائص التحسسية للأغشية تجاه بخار الإيثانولو , كذلك الترابط بين الناقلية الكهربائية والحجم الحبيبي لمادة الأغشية. وأخيراً حُدد زمن الاستجابة للأغشية ذات الحجم الحبيبي 70.54 nm عند الدرجة 300°C.
تم في هذا البحث تحضير حفاز أكسيد الألمنيوم الإكسيروجل بطريقة Sol – Gel بوسط غير مائي، و تحضير حفاز أكسيد الألمنيوم الأيروجل بنفس الطريقة و لكن تم التجفيف بالشروط فوق الحرجة. تم توصيل هذه الحفازات بطرق XRD و BET و الإمتزاز الكيميائي. تمت مقارنة النتائ ج التي تم الحصول عليها للحفازين لإظهار تأثير عملية التحضير على الخواص البنيوية لأكسيد الألمنيوم، كما تمت مقارنة هذه النتائج مع حفازات أكاسيد بعض المعادن المحملة على أكسيد الألمنيوم و دراسة تأثير توزع هذه الأكاسيد على خواص أكسيد الألمنيوم. قيمة السطح النوعي للحفازين كانت متقاربة مع أفضلية للحفاز المحضّر بطريقة الإكسيروجل مما يتيح تطبيق هذه الطريقة في تحضير هذا النوع من الحفازات لأنها أسرع و أكثر اقتصادية. كما هو متوقع انخفضت قيمة السطح النوعي للحفازين عند استخدامهما كحامل لأكاسيد أخرى.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا