پایان نامه ارشد: سنتز نانو ساختارهای آلومینیوم فسفات و کلسیم فسفات به روش سولوترمال

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی شیمی

عنوان : سنتز نانو ساختارهای آلومینیوم فسفات و کلسیم فسفات به روش سولوترمال و با استفاده از فسفر تری کلرید و یا آلکیل و آریل فسفات های، تری متیل فسفات، تری بوتیل فسفات، تریس (2‐اتیل¬هگزیل) فسفات و تری فنیل فسفات

عنوان پایان نامه:

سنتز نانو ساختارهای آلومینیوم فسفات و کلسیم فسفات به روش سولوترمال و با استفاده از فسفر تری کلرید و یا آلکیل و آریل فسفات های، تری متیل فسفات، تری بوتیل فسفات، تریس (2‐اتیل¬هگزیل) فسفات و تری فنیل فسفات

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

1- مقدمه……………………………………………………………………… 1

1-1- نانو فناوری……………………………………………………………… 1

1-2- تاریخچه­ی نانو فناوری………………………………………………… 2

1-3- اهمیت نانو تکنولوژی…………………………………………………… 3

1-4- نانو­مواد………………………………………………………………….. 4

1-5- تقسیم­بندی نانومواد………………………………………………….. 4

1-6- نانومواد و انواع روش­های تولید آن…………………………………….. 5

1-6-1- روش بالا به پایین…………………………………………………… 6

1-6-2- روش پایین به بالا……………………………………………………. 7

1-7- سنتز هیدرو(سولو)ترمال……………………………………………… 9

1-8- بیو نانو تکنولوژی………………………………………………………. 10

1-9- سرامیک­های کلسیم فسفاتی………………………………………… 11

1-10- سیمان­های کلسیم فسفاتی………………………………………… 13

1-11- کلسیم فسفات­ها ………………………………………………………13

1-11-1- مونو کلسیم فسفات (MCP)…………………………………….. 14

1-11-2- دی کلسیم فسفات (DCP)………………………………………. 15

1-11-3- اکتا کلسیم فسفات (OCP)……………………………………… 16

1-11-4- تری کلسیم فسفات (TCP)………………………………………. 17

1-11-5- کلسیم فسفات آمورف (ACP)……………………………………. 18

1-11-6- هیدروکسی آپاتیت (HAp)………………………………………… 19

1-11-6-1- ساختار هیدروکسی آپاتیت…………………………………… 20

1-11-6-2- رفتار حرارتی هیدروکسی آپاتیت……………………………… 23

1-11-6-3- موارد مصرف و کاربرد……………………………………………. 24

1-11-7- تترا کلسیم فسفات (TTCP) ………………………………………24

1-11-8- کلسیم پیرو فسفات (CPP)………………………………………. 25

1-12- تاریخچه­ی کلسیم فسفات­ها………………………………………… 27

1-13- مولکولارسیو (غربال مولکولی)……………………………………… 33

1-14- آلومینیوم فسفات (APO)……………………………………………. 34

1-15- تاریخچه­ی آلومینوم فسفات­ها………………………………………. 38

2- بخش تجربی…………………………………………………………….. 42

2-1- دستگاه­ها و مواد شیمیایی…………………………………………. 43

2-1-1- دستگاه­های مورد استفاده………………………………………… 43

2-1-2- مواد شیمیایی مورد استفاده…………………………………….. 44

2-2- روش کار آزمایشگاهی………………………………………………… 45

2-2-1- تهیه­ نانوساختارهای آلومینیوم فسفات و کلسیم فسفات سنتز شده از فسفر تری کلرید…45

2-2-2- تهیه­ نانوساختارهای کلسیم فسفات و آلومینیوم فسفات سنتز شده از آلکیل فسفات­ها…49

2-2-2-1- تهیه­ نانوساختارهای کلسیم فسفات…………………………. 49

2-2-2-2-تهیه­ نانوساختارهای آلومینیوم فسفات………………………… 54

3- بحث و نتیجه ­گیری………………………………………………………. 58

3-1- شناسایی نانوساختارهای آلومینیوم فسفات و کلسیم فسفات سنتز شده از فسفر تری کلرید…59

3-1-1- شناسایی نانوساختارهای آلومینیوم فسفات………………… 59

3-1-2- شناسایی نانوساختارهای کلسیم فسفات…………………… 64

3-2- شناسایی نانوساختارهای کلسیم فسفات سنتز شده از آلکیل و آریل فسفات­ها….68

3-2-1- شناسایی نانوساختارهای کلسیم فسفات سنتز شده از تری متیل فسفات…..68

3-2-2- شناسایی نانوساختارهای کلسیم فسفات سنتز شده از تری بوتیل فسفات…..76

3-2-3- شناسایی نانوساختارهای کلسیم فسفات سنتز شده از تریس(2‐اتیل­هگزیل)فسفات….77

3-2-4- شناسایی نانوساختارهای کلسیم فسفات سنتز شده از تری فنیل فسفات….79

3-3- شناسایی نانوساختارهای آلومینیوم فسفات سنتز شده از آلکیل و آریل فسفات­ها…80

3-3-1- شناسایی نانوساختارهای آلومینیوم فسفات سنتز شده از تری متیل فسفات…80

3-3-2- شناسایی نانوساختارهای آلومینیوم فسفات سنتز شده از تری بوتیل فسفات…84

3-3-3- شناسایی نانوساختارهای آلومینیوم فسفات سنتز شده از تریس(2‐اتیل­هگزیل)فسفات…86

3-4- نتیجه ­گیری……………………………………………………….. 88

مراجع…………………………………………………………………….. 89

چکیده:

در این پژوهش نانو­ساختار­های آلومینیوم فسفات و کلسیم فسفات به روش سولوترمال و با استفاده از فسفر تری کلرید و یا آلکیل و آریل فسفات­ های، تری متیل فسفات، تری بوتیل فسفات، تریس­(2‐اتیل­هگزیل)­فسفات و تری فنیل فسفات سنتز شدند. محصولات به دست آمده توسط دستگاه­های FT-IR، پراکندگی اشعه­ی X (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و پراکندگی الکترون (EDX) شناسایی شدند. نتایج نشان­ دهنده­ سنتز ساختارهایی با اندازه­ی نانو و اشکال متنوع بود که ممکن است کاربردهای متفاوتی را دارا باشند.

1- مقدمه

1-1- نانوفناوری

نانو فناوری دانش و فنی است که اخیراً توجه زیادی را به خود معطوف کرده است. این فناوری که یک رویکرد جدید در تمامی رشته­هاست، توانایی تولید مواد، ابزار و سیستم­های نوین را با دست­کاری در سطوح اتمی و مولکولی دارد. امروزه حوزه­ی کاربردی این فناوری به تمامی علوم کشیده شده و محبوبیت بین­رشته­ای یافته است؛ به طوری که گستره­ی کاربردی این فناوری در علوم پزشکی، فناوری زیستی، مواد، فیزیک، مکانیک، برق، الکترونیک و شیمی به حدی است که می­توان از آن به عنوان یکی از انقلاب­های بزرگ علمی دنیا نام برد. این فناوری، روشی نو برای حل مشکلات و پاسخگویی به بسیاری از سوالات مطرح در علوم مختلف ارائه می­کند که تا کنون، بشر موفق به رفع و یا پاسخ دادن به آن­ها نشده است.

رفتار­های جدیدی که در مقیاس نانو مشاهده می‌­گردند، لزوماً بر­اساس رفتار­های مشاهده شده در ابعاد بزرگ­‌تر قابل پیش­‌بینی نیستند. تغییرات مهم رفتاری که عمدتاً ناشی از اثرات کوانتومی کاهش ابعاد هستند، به ‌علت نزدیکی و قابل مقایسه بودن اندازه­ی ذرات یا ریزساختار­ها، با مقیاس طولی میانگین پدیده­‌های فیزیکی و شیمیایی، رخ می­‌دهد. خصوصیات موجی­شکل الکترون­‌ها (مکانیک کوانتومی) در درون مواد و اتم­ها، توسط تغییرات مواد در مقیاس نانو­متری تحت­‌تأثیر قرار می­‌گیرد. با ایجاد ساختار­های نانو­متری، کنترل خصوصیات اساسی مواد، مانند دمای ذوب، رفتار مغناطیسی، ظرفیت شارژ و حتی رنگ آن­ها بدون تغییر ترکیب شیمیایی مواد، ممکن خواهد بود[1].

2-1- تاریخچه نانوفناوری

استفاده از نانوفناوری توسط انسان، برخلاف تصور عمومی، دارای سابقه­ی تاریخی طولانی می­باشد. در این رابطه شواهدی مبنی بر نانوساختاری بودن رنگ آبی به کار برده شده توسط قوم مایا، وجود دارد. پس از آن رومی­ها از این مواد در ساخت جام­هایی با رنگ­های زنده استفاده کردند، به این صورت که آن­ها از ذرات طلا برای رنگ آمیزی این جام­ها بهره می­گرفتند. نمونه­ای از این جام­ها که برای اولین بار کشف شد، جام لیکورگوس[1] می­باشد؛ که متعلق به قرن چهارم قبل از میلاد بوده و دارای ذرات نانومتری طلا و نقره است که در هنگام قرار گرفتن در نورهای مختلف رنگ­های گوناگونی را از خود نشان می­دهد. بعدها در قرون وسطی از این روش برای ساخت شیشه کلیساها استفاده می­کردند.

تحقیقات اولیه بر روی نانوذرات به سال ۱۸۳۱ برمی­گردد، وقتی که مایکل فارادی[2] روی کلوئید قرمزرنگ طلا کار می­کرد و اعلام کرد که رنگ کلوئید مزبور، به اندزه ذرات فلزی بستگی دارد. شاید بتوان بزرگترین تحول در تاریخ نانوفناوری را سخنرانی فیزیکدان بزرگ، ریچارد فاینمن[3]، درکنفرانس انجمن فیزیک آمریکا در سال ۱۹۵۹ دانست. در این کنفرانس، وی با ارائه مقاله­ای به نام “در آن پایین فضاهای خالی زیادی وجود دارد”[4]؛ درباره دستکاری مواد در ابعاد اتمی صحبت نمود. این مقاله امروزه به عنوان سرلوحه­ی انجمن نانوفناوری درآمده است. کمی بعد از آن در سال ۱۹۷۴ ناریو تانیگوچی[5]، یک محقق در دانشگاه توکیوی ژاپن، هنگام کار تحقیقاتی بر روی مواد در ابعاد نانومتری، از عبارت نانوفناوری استفاده کرد. امروزه مهندسی نانو به سرعت در حال گسترش است و امکان اداره­ی قابلیت­های مکانیکی کاتالیزوری، الکتریکی، مغناطیسی، نوری و الکترونیکی را فراهم می­کند[2].

3-1- اهمیت نانو تکنولوژی

شاید این ﺳﺆال در ذهن پدید آید که چه چیزی در مقیاس نانو­متری وجود دارد که یک تکنولوژی بر پایه آن بنا نهاده­شده­است. آن­چه باعث ظهور نانو­تکنولوژی شده، نسبت سطح به حجم بالای نانو­مواد است. این موضوع یکی از مهم­ترین خصوصیات مواد تولید شده در مقیاس نانو می­باشد. در مقیاس نانو، اشیاء شروع به تغییر رفتار می­کنند و رفتار سطوح بر رفتار توده­ای ماده غلبه می­کند. در این مقیاس برخی روابط فیزیکی که برای مواد معمولی کاربرد دارند، نقض می­شوند؛ برای مثال، یک سیم یا اجزای یک مدار در مقیاس نانو لزوماً از قانون اهم پیروی نمی­کنند. قانون اهم، به جریان، ولتاژ و مقاومت بستگی دارد، اما در مقیاس نانو وقتی عرض سیم فقط به اندازه یک یا چند اتم باشد، الکترون­ها لزوماً باید در صف و به ترتیب و یک به یک از سیم رد شوند، بنابراین ممکن است قانون اهم در این مقیاس تا حدودی نقض شود. در حقیقت در این مقیاس، قوانین فیزیک کوانتوم وارد صحنه می­شوند و امکان کنترل خواص ذاتی ماده بدون تغییر در ترکیب شیمیایی ماده وجود خواهد داشت[3].

4-1- نانومواد

نانو­مواد دروازه­ی ورود به دنیای نانو، و اولین گام برای رسیدن به اهداف بعدی نانو­تکنولوژی می­باشند و بدون توسعه­ی مواد جدید نانو­متری، ورود به عرصه­ی نانو­تکنولوژی غیرممکن خواهد بود. طبق یک تعریف، نانو­مواد، موادی هستند که حداقل یکی از ابعاد آن­ها کوچک­تر از ١٠٠ نانومتر باشد.. در حالت کلی بنابر دلایل زیر خواص نانو­مواد به ابعاد­شان وابسته اند:

– نسبت سطح به حجم بالا

– تغییر در ساختار کریستالی

– کاهش نقص­های شبکه[4].

5-1- تقسیم ­بندی نانو­مواد

نانو­مواد را می­توان برحسب ابعاد آن­ها به صورت زیر تقسیم­بندی نمود:

الف- نانو­مواد صفر­بعدی[1](0D)

نانو­موادی هستند که هر سه بعد آن­ها کمتر از ١٠٠ نانو­متر می­باشد، و شامل نانو­پودرها[2] و نانو­ذرات[3] می­شوند. اگر نانو­مواد صفر­بعدی، نیمه­هادی باشند، به آن­ها نقطه کوانتومی[4] می­گویند.

ب- نانو­مواد یک ­بعدی(1D)

نانو­موادی هستند که دو بعد آن­ها زیر ١٠٠ نانو­متر بوده و در بعد دیگر بیش از 100 نانو­متر می­باشند. برخی از نانو­مواد یک­بعدی عبارتند از: نانو­لوله­ ها[5]، نانو­سیم­ها[6]، نانو­میله­ها[7]، نانو­تسمه­ها[8]، نانو­نوار­ها[9]، نانو­کابل­ها[10] و نانو­فنر­ها[11].

ج- نانو­مواد دو­بعدی(2D)

نانو­موادی هستند که فقط یک بعد آن­ها زیر ١٠٠ نانومتر بوده و دو بعد دیگرشان بیش از ١٠٠ نانومتر می­باشد. مانند نانولایه­ها[12] و نانو­حلقه­ها[13]

د- نانو­مواد سه­ بعدی(3D)

نانو­ساختار­هایی هستند که اجزاء آن­ها نانو­مواد صفر، یک، و یا دو­بعدی می­باشند. مثل؛   نانو­کامپوزیت­ها، مواد نانو­کریستالی و قطعاتی که نانو­ذرات در آن­ها پراکنده شده ­اند[5].

6-1- نانو­مواد و انواع روش­های تولید آن

باید خاطر­نشان کرد که روش­های ساخت مواد نانو بسیار گسترده می­باشد، اما به طور کلی فرآیند­های مختلفی که برای تولید مواد نانو ارائه شده­ اند دو رویکرد عمده را تعقیب می­کنند که رویکرد از بالا به پایین و رویکرد از پایین به بالا می­باشد و سایر روش­ها به صورت زیر­مجموعه ­هایی از دو رویکرد ذکر شده در­نظر­گرفته می­شوند.

1-6-1- روش بالا به پایین

در رویکرد بالا به پایین برای تولید محصول، یک ماده توده­ای را شکل­دهی[1] و اصلاح می­کنند، به عبارت دیگر، اگر اندازه­ی یک ماده­ی توده­ای به طور متناوب کاهش داده شود تا به یک ماده با ابعاد نانو­متری برسد، از رویکرد بالا به پایین استفاده­شده­است. این کار اغلب، ولی نه همیشه، شامل حذف بعضی از مواد به شکل ضایعات است، مانند ماشین­کاری یک بخش فلزی از یک موتور. در ادامه نمونه­های مختلف روش بالا به پایین معرفی می­گردد[6,1]:

الف- لیتوگرافی

الف-1- لیتوگرافی مستقیم (بدون ماسک)

الف-2- لیتوگرافی پروب پیمایشی

الف-3- لیتوگرافی نرم

الف-4- لیتوگرافی غیر مستقیم (مبتنی بر ماسک)

ب- فرآوری مکانیکی

ب-1- تغییر شکل­دهی پلاستیکی شدید[2]

ب-2- اختلاط شدید

ب-3- فشرده­سازی پودر

ب-4- آسیاب­های پرانرژی

ج- فرآوری حرارتی

ج-1- روش زینتر[3]

ج-2- روش آنیلینگ[4] (متبلور­سازی مواد آمورف)

د- ریسندگی

د-1- ریسندگی الکتریکی

د-2- ریسندگی مذاب

[1] Deformation

[2] Serve Plastic Deformation Processing

[3] Sinter

[4]Annealing

[1] Dimension

[2] Nanopowders

[3] Nanoparticles

[4] Quantum dot

[5] Nanotubes

[6] Nanowires

[7] Nanorods

[8] Nanobelts

[9] Nanoribbons

[10] Nanocables

[11] Nanosprings

[12] Nanolayers

[13] Nanorings

[1] Lycurgus

[2] Michael Faraday

[3] Richard Feynman

[4] “There are plenty of rooms at bottom.”

[5] Norio Taniguchi

تعداد صفحه : 103

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09199970560        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید