تأثير عوامل فرآيندي بر ريزساختار و خواص فيزيكي نيتريد بور نانومتخلخل

دكتري

چكيده با توجه به خواص ويژه نيتريد بور ازجمله مقاومت به اكسيداسيون بالا، هدايت حرارتي خوب و ضريب دي‌الكتريك پايين، ايجاد تخلخل¬هاي نانومتري در اين سراميك، باعث كاربردهاي نويني از آن، مانند جذب مواد آلي و نفتي و ذخيره¬سازي هيدروژن شده است. عمده روش¬هاي كنوني سنتز نيتريد بور غالباً داراي معايب عمده¬اي مانند طولاني بودن و پيچيده بودن فرآيند و استفاده از مواد حساس به رطوبت و گران‌قيمت هستند. بنابراين، ارائه روش¬هاي آسان تهيه نيتريد بور نانومتخلخل موضوع اين تحقيق قرار گرفت. به‌منظور تهيه نيتريد بور نانومتخلخل دو روش پيروليز مستقيم آمونيا بوران پليمريزه شده و روش قالب‌گير نرم با استفاده از پلي استايرن-پلي اتيلن اكسيد (PS-b-PEO) و ستيل تري متيل آمونيم برميد (CTAB) ارائه شده است. مشخصه¬يابي پودرهاي سنتز شده با استفاده از XRD، FTIR، 11B Mass NMR، XPS، BET، SEM، TEM، HR-TEM و STEM انجام شد. نتايج XRD، XPS و HR-TEM، تشكيل نيتريد بور با ساختار t-BN را با استفاده از روش¬هاي ارائه ‌شده، تأييد نمود. در روش پيروليز مستقيم، از دماهاي 70، 80، 90 و 140درجه سانتيگراد به‌منظور پليمريزه نمودن آمونيا بوران قبل از پيروليز استفاده گرديد. نتايج BET، نشان داد كه با كاهش دماي پليمريزاسيون حجم ميكرو¬تخلخل¬ها و سطح ويژه در نيتريد بور افزايش مي-يابد به نحوي كه بالاترين سطح ويژه، m2 g-1 560 در دماي پليمريزاسيون 70 درجه سانتيگراد و زمان 32 ساعت به¬دست آمد. در سنتز نيتريد بور به كمك قالب¬گيرهاي آلي، استفاده از CTAB نسبت به PS-b-PEO، سطح ويژه بيشتري را در پودرهاي حاصل شده، ايجاد نمود. با افزايش نسبت CTAB/AB مورفولوژي پودر نيتريد بور از حالت توده¬اي به ورقه¬اي تغيير نمود و سطح ويژه افزايش يافت به نحوي كه با استفاده از نسبت¬هاي 2، 4 ، 8 و 10 به ترتيب سطح ويژه 479، 576 ، 833 و m2 g-1 1401 به¬دست آمد.

189451

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر علي بيت اللهي - دكتر جعفر جوادپور