سنتز آلومينا آئروژل از دراس ثانويه آلومينيم

كارشناسي ارشد

آئروژل‌ها به‌دليل دارا بودن خواص منحصربه‌فرد پتانسيل استفاده در كاربردهاي مختلف صنعتي از قبيل عايق‌بندي حرارتي و صوتي را دارند كه به دليل هزينه‌هاي بالاي عملياتي و ايمني پايين فرآيند با مشكل روبه‌رو شده‌است. هدف اصلي در اين پژوهش، استفاده از دراس ثانويه آلومينيوم به‌عنوان منبع غني از آلومينيوم و معرفي روش نوين سنتز آئروژل آلومينا در فشار محيط جهت كاهش هزينه‌هاي عملياتي و بهبود ايمني فرآيند مي‌باشد. براي اين منظور، پس از استحصال آلومينيوم از دراس ثانويه آلومينيوم و استفاده از عوامل مختلف ژل‌ساز و استفاده از حلال آلي مناسب جهت تبادل حلال و به‌دنبال آن،كنترل شرايط فرآيندي سنتز آئروژل آلوميناي يكپارچه و خالص با موفقيت به پايان رسيد. استفاده از حلال آلي استونيتريل در مرحله‌ي تبادل حلال، جهت خشك كردن ژل مرطوب در فشار اتمسفر و دماي 50 درجه سانتي‌گراد انجام گرفت؛ اين حلال علاوه بر دارا بودن ويژگي‌هاي مناسب جهت سنتز آئروژل در فشار محيط، نسبت به حلال‌هاي مناسب ديگر مانند ترت بوتانول، ارزان‌تر و ايمن‌تر مي‌باشد. از استحصال آلومينا از دراس ثانويه آلومينيوم تا رسيده به آئروژل يكپارچه به 7 روز زمان نياز است. پس از سنتز آئروژل آلوميناي يكپارچه توسط عوامل مختلف ژل‌ساز، از آناليزهاي XRD، XRF، FESEM، HRTEM، تخلخل سنجي جذب و واجذب نيتروژن، آناليزهاي حرارتي TGA/DTA/DSC براي مشخصه‌يابي آن‌ها استفاده شد. آئروژل‌هاي سنتز شده داراي دانسيته‌ي پايين در حدود g/cm3 3/0 و تخلخل بالا در حدود 88 % مي‌باشند. با استفاده از تخلخل سنجي نيتروژن اثبات شد كه آئروژل‌هاي سنتزشده داراي سطح ويژه‌ي نسبتا بالايي m2/g (42/135-87/230) و حجم منافذ بالايي cm3/g (7584/0-7747/1) هستند كه نتايج تصويربرداري ميكروسكوپي الكتروني نيز تصديقي بر اين داده‌ها مي‌باشند.. نتايج طيف سنجي فلورانس و پراش‌سنجي اشعه ايكس حاكي از خلوص بالاي نمونه‌هاي سنتزشده (بالاي 95%) و تشكيل فاز اتا پس از تكليس نمونه‌ها در دماي ˚C600 مي‌باشد. آناليزهاي حرارتي نيز رفتار مشابهي از نظر افت جرمي در هر 3 نمونه‌ي سنتزشده را نشان‌مي‌دهند؛ بطوري‌كه نمودار TGA آن‌ها به 2 محدوده‌ي اصلي تقسيم مي‌شوند و افت وزني نزديك به هم را نشان مي‌دهند.

194345

دانشگاه علم و صنعت ايران

صنايع شيميايي معدني

دكتر علي اله وردي