روش های سنتز نانوپودر آلومینا
شهریور ۱, ۱۳۹۴
رنگ گالوانیزه
رنگ گالوانیزه | GALVA_Z | رنگ مخصوص گالوانیزه
مهر ۱, ۱۳۹۴
شیمی نانو سل- ژل :‏Reviewed by مدیر on Aug 23Rating:

سل-ژل یک روش شیمیایی تر(مرطوب) است که در آن یک پیش ماده با ساختار ‏M(OR)n‏ ‏به یک شبکه معدنی حاوی یک اکسید فلزی منتهی می شود. در این پیش ماده که حاوی ‏گروههای آبکافت شونده (‏OR‏) است.‏

آلکوکسید یک فلز مانند عناصر واسطه بوده و ‏R‏ یک گروه آلی نظیر متیل، بوتیل و … است. ‏این فرآیند که به دلیل واکنش آلکوکسید در مجاورت آب (رطوبت) از یک مایع (محلول) به یک ‏شبکه ژل مانند و در نهایت به ماده جامدی تبدیل می شود، یک واکنش پلیمر شدن معدنی به شمار ‏می رود که محصول نهایی آن شبکه اکسیدی حاوی خوشه های اکسید فلزی ‏M-O-M‏ است.‏

مسایل اساسی فراوری سل ـ ژل به طور عمده برای سیستم های مبتنی بر سیلیکا تحقیق شده ‏است. یکی از دلایل این است که ساختارهای شبکه ای بدون برد بلند به سادگی تشکیل می شوند. با ‏این حال، هر اکسید فلزی دیگر، در اصول، می تواند با فراوری سل ـ ژل تهیه شود. هر چند اصول ‏تشکیل سل ـ ژل، زمان دهی، غیر یکسانند، تفاوت هایی در شیمی پیش ماده ها وجود دارد. ‏

مثل فرآیندهای سل ـ ژل سیلیکات، پیش ماده¬های معدنی یا فلز ـ آلی (آلکوکسید) می تواند ‏استفاده شود؛ پیش ماده های آلی تغییر یافته نیز تا حدودی قابل استفاده است. ‏

پیش ماده های معدنی (نمک های فلزی) ‏

بسیاری از نمک های فلزی از دیدگاه هیدرولیتیکی نا پایدارند، یعنی با افزایش ‏pH‏ از محلول های ‏مایعی ته نشست های اکسید/هیدروکسید تشکیل می دهند. واکنش های آبکافت به این جهت روی ‏می دهند که مولکول های آب کوئوردینیت شده به یون های فلزی به علت انتقال بار از اکسیژن به اتم ‏فلزی اسیدی تر از حالت غیر کوئوردینیت شده اند. برای مثال، وقتی نمک آلومینیم در آب حل ‏می شود، کمپلکس کاتیونی فلز ‏ ‏ تنها در ‏pH‏ زیر ۳ وجود دارد. با افزایش ‏pH، ‏لیگاندهای آب پروتون زدایی شده، و یون های ‏ ‏ تشکیل می شوند. گونه-‏های تک هسته با ‏‎۴-۰=x‎‏ تنها در محلول های خیلی رقیق پایدارند؛ در غلظت های بالاتر، گونه های ‏چند هسته ای با واکنش تراکمی تشکیل می شوند، یعنی، با تشکیل رابطه های ‏Al-O-Al‏.‏

درهم کنش قدرتمند فلز ـ آنیون (کوئوردیناسیون) می تواند فراوری سل ـ ژل را به جندین راه ‏تحت تأثیر قرار دهد: ‏

‏-‏ هنگامی که نمک های متفاوتی از یک فلز به کار می رود واکنش های آبکافت و تراکم می توانند ‏به طور متفاوتی پیش بروند. ‏

‏-‏ کوئوردیناسیون قدرتمند یون ـ متقابل مکان های کوئوردیناسیون را مسدود کرده منجر به ‏مقدار کمتری از تراکم می شود (اتصالات کمتری از ‏M-O-M‏ به ازای هر اتم فلز). ‏

‏-‏ یون های متقابل کوئوردینیت شده می توانند منطقه حمله هسته دوست را (سیس یا ترانس ‏نسبت به ‏X‏ کوئوردینیت شده، به طور مثال) طی واکنش های آبکافت و تراکم هدایت کرده و ‏لذا در زیر ساختار و ریخت شناسی ژل ها یا ته نشست ها اثر بگذارند. ‏

‏-‏ یون های متقابل می توانند الکتریک لایه دوگانه ذرات سل و قدرت محلول را، و در نتیجه ‏توده ای شده ذرات سل را تحت تأثیر قرار دهند. ‏

مراحل فرآیند سل- ژل

سه روش عمومی در تهیه اکثر محصولات سل ژل بکار می رود:‏

‏۱- تشکیل ژل با استفاده از توزیع ذرات کلوئیدی در محلول

‏۲- تشکیل ژل با انجام واکنش های هیدرولیز و پلیمریزاسیون تراکمی الکوکسید یا نمک فلزی و ‏سپس خشک کردن فوق بحرانی ژل بدست آمده .‏

‏۳- تشکلیل ژل با انجام واکنش های هیدرولیز و پلیمریزاسیون تراکمی الکوکسید، ماندگاری و ‏خشک کردن در دمای محیط .‏

‏ به عنوان مثال می توان ترکیب سیلیکا ( ‏SiO2‎‏ ) شبکه ای را با هریک از این سه روش تولید ‏نمود.‏

وقتی مایع داخل خلل وفرج به صورت فاز بخار از داخل شبکه جامد ژل تحت شرایط فوق ‏بحرانی خارج می گردد شبکه جامد فرو نریخته و یک ایروژل با دانسیته پایین به دست می آید . ‏در ایروژل ها حجم خلل وفرج می تواند بزرگتر از

error: Content is protected !!