توليد نانوذرات نقره در سيستم پيوسته ميكروسيالي به روش كاهش شيميايي

كارشناسي ارشد

نانوذرات نقره به دليل خواص فيزيكي متفاوت و گسترده اي كه دارند مورد توجه بسياري از محققين قرار گرفته اند. با توجه به اين كه ابعاد و شكل نانوذرات نقره مستقيما بر روي خواص فيزيكي آن ها تاثير مي گذارد لذا روش هاي توليد نانوذرات نقره اهميت مي يابد. در اين تحقيق از روش كاهش شيميايي براي توليد نانوذرات نقره درون ميكروراكتور استفاده شده است. از مزاياي روش كاهش شيميايي مي توان به آسان بودن فرآيند سنتز، ارزان بودن و عدم نياز به سيستم هاي پيچيده و گران قيمت، كنترل شرايط سنتز و تا حدي پاك بودن و عدم ايجاد ضايعات اشاره نمود ميكروراكتورها به دليل كوچك بودن ابعاد و بالا بودن نسبت سطح به حجم سبب سهولت در انتقال جرم و حرارت مي شوند و در نتيجه باعث اختلاط بهتر مي شوند. هم چنين به دليل بالا بودن سطح تماس اجزا درون ميكروراكتور، واكنش شيميايي كامل تر و در زمان كوتاه تري انجام مي گيرد. بنابراين استفاده از ميكروراكتورها نسبت به ساير روش ها از ارزش بالاتري برخوردار است. هم چنين در ميكروراكتورها ميزان مصرف مواد اوليه كاهش مي يابد. با وارد كردن محلول هاي سديم بوروهيدريد و نقره نيترات درون ميكروراكتور در دماي محيط و با نسبت غلظت هاي 9 به 1، محلول كلوئيدي زرد رنگي به دست آمد كه حاوي نانوذرات نقره در ابعاد 43 نانومتر مي باشند. هم چنين تاثير سه پارامتر دبي ورودي محلول ها، نسبت غلظت محلول ها و دما بررسي شده است. نتايج به دست آمده نشان داد كه با افزايش دبي ورودي محلول ها از 9/0 تا 5 ميلي ليتر بر ساعت اندازه نانوذرات نقره از 45 به 62 نانومتر افزايش و توزيع پراكندگي نانوذرات كاهش مي يابد. هم چنين با افزايش نسبت غلظت سديم بوروهيدريد به نقره نيترات از 3 به 9، اندازه نانوذرات نقره از 87 به 43 نانومتر كاهش يافت و توزيع پراكندگي آن ها نيز كم تر شد. با انجام آزمايش در دماي صفر درجه سلسيوس نانوذرات نقره با قطر 23 نانومتر توليد شدند. عكس هاي SEM براي بررسي دقيق تر نشان داد كه نانوذرات نقره توليد شده كروي بوده و ميانگين قطر آن ها 9/23 نانومتر مي باشد. هم چنين نانوذرات كاملا از هم جدا بوده و درواقع كلوخه نشده اند. درصورتي كه ذرات كلوخه شوند قطر آن ها افزايش مي يابد و از كيفيت نانوذرات نقره كاسته مي شود. در اين تحقيق ميكروراكتور با استفاده از تنوري المان محدود در نرم افزار كامسول 5.2.1 طراحي و مدلسازي شده و درنهايت براي ساخت با استفاده از PDMS و شيشه با روش ليتوگرافي اقدام شده است.

192166

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك

دكتر مهدي مقيمي - دكتر ساسان آسيايي