روش هاي سنتز نانوپودر آلومينا
آگوست 23, 2015
رنگ گالوانیزه
رنگ گالوانیزه | GALVA_Z |
سپتامبر 23, 2015
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.‏

مسايل اساسي فراوري سل ـ ژل به طور عمده براي سيستم هاي مبتني بر سيليكا تحقيق شده ‏است. يكي از دلايل اين است كه ساختارهاي شبكه اي بدون برد بلند به سادگي تشكيل مي شوند. با ‏این حال، هر اكسيد فلزي ديگر، در اصول، مي تواند با فراوري سل ـ ژل تهيه شود. هر چند اصول ‏تشكيل سل ـ ژل، زمان دهي، غير يكسانند، تفاوت هايي در شيمي پيش ماده ها وجود دارد. ‏

مثل فرآيندهاي سل ـ ژل سيليكات، پيش ماده¬هاي معدني يا فلز ـ آلي (آلكوكسيد) مي تواند ‏استفاده شود؛ پيش ماده هاي آلي تغيير يافته نيز تا حدودي قابل استفاده است. ‏

پيش ماده هاي معدني (نمك هاي فلزي) ‏

بسياري از نمك هاي فلزي از ديدگاه هيدروليتيكي نا پايدارند، يعني با افزايش ‏pH‏ از محلول هاي ‏مايعي ته نشست هاي اكسيد/هيدروكسيد تشكيل مي دهند. واكنش هاي آبكافت به اين جهت روي ‏مي دهند كه مولكول هاي آب كوئوردينيت شده به يون هاي فلزي به علت انتقال بار از اكسيژن به اتم ‏فلزي اسيدي تر از حالت غير كوئوردينيت شده اند. براي مثال، وقتي نمك آلومينيم در آب حل ‏مي شود، كمپلكس كاتيوني فلز ‏ ‏ تنها در ‏pH‏ زير 3 وجود دارد. با افزايش ‏pH، ‏ليگاندهاي آب پروتون زدايي شده، و يون هاي ‏ ‏ تشكيل مي شوند. گونه-‏هاي تك هسته با ‏‎4-0=x‎‏ تنها در محلول هاي خيلي رقيق پايدارند؛ در غلظت هاي بالاتر، گونه هاي ‏چند هسته اي با واكنش تراكمي تشكيل مي شوند، يعني، با تشكيل رابطه هاي ‏Al-O-Al‏.‏

درهم كنش قدرتمند فلز ـ آنيون (كوئورديناسيون) مي تواند فراوري سل ـ ژل را به جندين راه ‏تحت تأثير قرار دهد: ‏

‏-‏ هنگامي كه نمك هاي متفاوتي از يك فلز به كار مي رود واكنش هاي آبكافت و تراكم مي توانند ‏به طور متفاوتي پيش بروند. ‏

‏-‏ كوئورديناسيون قدرتمند يون ـ متقابل مكان هاي كوئورديناسيون را مسدود كرده منجر به ‏مقدار كمتري از تراكم مي شود (اتصالات كمتري از ‏M-O-M‏ به ازاي هر اتم فلز). ‏

‏-‏ يون هاي متقابل كوئوردينيت شده مي توانند منطقه حمله هسته دوست را (سيس يا ترانس ‏نسبت به ‏X‏ كوئوردينيت شده، به طور مثال) طي واكنش هاي آبكافت و تراكم هدايت كرده و ‏لذا در زير ساختار و ريخت شناسي ژل ها يا ته نشست ها اثر بگذارند. ‏

‏-‏ يون هاي متقابل مي توانند الكتريك لايه دوگانه ذرات سل و قدرت محلول را، و در نتيجه ‏توده اي شده ذرات سل را تحت تأثير قرار دهند. ‏

مراحل فرآیند سل- ژل

سه روش عمومي در تهيه اكثر محصولات سل ژل بكار مي رود:‏

‏1- تشكيل ژل با استفاده از توزيع ذرات كلوئيدي در محلول

‏2- تشكيل ژل با انجام واكنش هاي هيدروليز و پليمريزاسيون تراكمي الكوكسيد يا نمك فلزي و ‏سپس خشك كردن فوق بحراني ژل بدست آمده .‏

‏3- تشكليل ژل با انجام واكنش هاي هيدروليز و پليمريزاسيون تراكمي الكوكسيد، ماندگاري و ‏خشك كردن در دماي محيط .‏

‏ به عنوان مثال مي توان تركيب سيليكا ( ‏SiO2‎‏ ) شبكه اي را با هريك از اين سه روش توليد ‏نمود.‏

وقتي مايع داخل خلل وفرج به صورت فاز بخار از داخل شبكه جامد ژل تحت شرايط فوق ‏بحراني خارج مي گردد شبكه جامد فرو نريخته و يك ايروژل با دانسيته پايين به دست مي آيد . ‏در ايروژل ها حجم خلل وفرج مي تواند بزرگتر از

error: Content is protected !!