دوشنبه 05 اردیبهشت 1401 کد خبر: 125

727

آزمایش شماره ۱۰ : سنتز نانو ذرات اکسید منیزیم به روش سل – ژل

باشگاه نانو
هر ماده ای از سه بعد طول، عرض، ارتفاع تشکیل شده است. اگر حداقل یکی از این ابعاد در مقیاس نانو باشد (بین یک تا صد نانومتر) به این ماده، یک ماده نانو ساختارگفته می شود. همچنین به بعدی که در مقیاس نانو نباشد اصطلاحا بعد آزاد گفته می شود، زیرا هر مقداری می تواند داشته باشد. با توجه به اینکه اهمیت نانوتکنولوژی ایجاد عملکرد بهتر و خواص مطلوب در ماده است و ممکن است این مزایا در ابعاد بزرگ تر ماده نیز ظاهر شود.

۱.هدف

ساخت نانو ذرات اکسید منیزیم با سل-ژل است.

 

۲. تئوری آزمایش

هر ماده‌ای از سه بعد طول، عرض، ارتفاع تشکیل شده است. اگر حداقل یکی از این ابعاد در مقیاس نانو باشد (بین یک تا صد نانومتر) به این ماده، یک ماده نانو ساختارگفته می‌شود. همچنین به بعدی که در مقیاس نانو نباشد اصطلاحا بعد آزاد گفته می‌شود، زیرا هر مقداری می‌تواند داشته باشد. با توجه به اینکه اهمیت نانوتکنولوژی ایجاد عملکرد بهتر و خواص مطلوب در ماده است و ممکن است این مزایا در ابعاد بزرگ‌تر ماده نیز ظاهر شود. بنابراین در مقالات متعدد به وفور دیده می‌شود که حتی با وجود ابعاد چند صد نانومتری در یک ماده، باز هم آن را یک نانو ساختار می‌نامند. در واقع تعریف ناحیه ۱ تا ۱۰۰ نانومتر برای داشتن یک تعریف و استاندارد است. بنابراین بر اساس این تعاریف نانو ساختارها بر اساس تعداد ابعاد آزادشان در چهار دسته؛ ۱) نانو ساختارهای صفر بعدی  ۲) نانو ساختارهای یک بعدی  ۳) نانو ساختارهای دو بعدی  ۴) نانو ساختارهای سه بعدی طبقه بندی می‌شوند، که در این میان، نانو مواد صفر بعدی یکی از معروف‌ترین نانو ساختارها در هر سه بعد دارای طولی کمتر از  100 نانومتر هستند، که اصطلاحا نانو ذره نامیده می‌شوند. یکی از متداول‌ترین روش‌های ساخت نانو ذرات روش سل- ژل می‌باشد.

روش سل -ژل یکی از انواع روش‌های پایین به بالا است که برای تولید ذرات سرامیکی و اکسید‌های فلزی همگن با خلوص بالا به کار می‌رود. در واقع سل -ژل، عبارت است از سوسپانسیون ذرات معلق جامد در مایع که شکل خود را حفظ می‌کند.

برای آشنایی بیشتر با روش سل ژل کلیک کنید.

 

۳.روش کار آزمایش

۱-۳: تجهیزات مورد نیاز

تجهیزات و مواد مورد نیاز برای انجام این آزمایش عبارتند از :     

  • هیتر استیرر
  • آون
  • کوره
  • بشر
  • همزن مغناطیسی
  • نیترات منیزیم 6 آبه
  • اگزالیک اسید 2 آبه
  • آب مقطر
  • اتانول

۲-۳: روش انجام آزمایش

  1. در ظرف بشر شماره 1مقدار 0.256 ﮔﺮم ﻧﻤﻚ ﻣﻨﻴﺰﻳﻢ ﻧﻴﺘﺮات 6 آﺑﻪ (1ﻣﻴﻠﻲ ﻣﻮل) در 5 ﻣﻴﻠﻲﻟﻴﺘﺮ اﺗﺎﻧﻮل با استفاده از همزن مغناطیسی ﺣﻞ شود.
  2. در ظرف بشر شماره 1 مقدار 0.126 گرم اﮔﺰاﻟﻴﻚ اﺳﻴﺪ 2 آﺑﻪ (1ﻣﻴﻠﻲ ﻣﻮل) در 5 ﻣﻴﻠﻲﻟﻴﺘﺮ اﺗﺎﻧﻮل با استفاده از همزن مغناطیسی ﺣﻞ شود.
  3. ﻣﺤﻠﻮل ﺣﺎوي اﮔﺰاﻟﻴﻚ اﺳﻴﺪ(ظرف شماره 2) ﺑﻪ ﻣﺤﻠﻮل موجود در ظرف شماره 1 اﻓﺰوده ﺷود.
  4. مخلوط ﺣﺎﺻﻞ ﺑﻪ ﻣﺪت 10 ﺳﺎﻋﺖ در دﻣﺎي اﺗﺎق قرارداده شود.
  5. مخلوط ﺑﻪ ﻣﺪت 24 ﺳﺎﻋﺖ در آون و در دﻣﺎي 100درجه سانتیگراد ﻗﺮار گیرد.
  6. ﭘﻮدر ﺳﻔﻴﺪ رﻧﮓ اﻳﺠﺎد ﺷﺪه در دﻣﺎي 600 درجه سانتیگراد ﺑﻪ ﻣﺪت 2 ﺳﺎﻋﺖ ﻛﻠﺴﻴﻨﻪ شود.
  7. نانوذرات اکسید منیزیم حاصل در یک ظرف مناسب ریخته شود.

پرسش‌ها

  • نقش اﮔﺰاﻟﻴﻚ اﺳﻴﺪ در ساخت نانو ذرات اکسید منیزیم را چیست؟
  • در صورتیکه سرعت افزودن ﻣﺤﻠﻮل ﺣﺎوي اﮔﺰاﻟﻴﻚ اﺳﻴﺪ به محلول نمک منیزیم تغییر کند، چه تاثیری بر سنتز نانو ذرات دارد؟
  • اگر تغییری در زمان واکنش ایجاد شود چه تاثیری بر اندازه نانوذرات خواهد داشت؟ علت را توضیح دهید.
  • علت کلسینه کردن رسوب در انتهای فرآیند سنتز چیست؟ آیا دمای کلسینه در شکل و اندازه نانو ذرات به دست آمده تاثیری دارد؟ توضیح دهید.