توليد نانوسيليس از سرباره فرآيند ريخته‌گري

كارشناسي ارشد

نانوسيليس از تخلخل و سطح بالايي برخوردار است و مي‌تواند به‌طور گسترده‌اي در كاربرد‌هاي صنعتي مختلف مانند عايق‌حرارتي، پر‌كننده‌ها، لاستيك و غيره كاربرد داشته باشد. استفاده از پسماندهاي صنعتي به عنوان پيش‌ماده‌اي ارزان و قابل دسترس، مي‌تواند كمك فراواني در سلامتي محيط‌زيست داشته باشد. هدف اصلي در اين مطالعه، استفاده از سرباره ريخته‌گري به‌ عنوان منبعي از سيليس و معرفي يك روش ساده، ارزان و دوست‌دار محيط‌زيست براي توليد نانوسيليس مي‌باشد. در اين روش ابتدا انحلال پيش‌ماده در هيدروكلريك اسيد انجام شده و پس از مراحل ژل‌سازي و شستشو، نانوسيليس حاصل مي‌شود. نتايج نشان داد كه در نسبت L/S برابر با ml/g 15، مدت زمان فروشويي 1 ساعت، دماي C° 80 و غلظت اسيد 2 مولار بازده‌ي انحلال سرباره در اسيد %3±75 است. همچنين بازده‌ي استحصال نانوسيليس حدود %82 مي‌باشد. شايان ذكر است كه فرآيند به گونه‌اي طراحي شده تا از %100 سرباره استفاده شود و علاوه بر توليد نانوسيليس يك محصول جانبي به نام اسپينل نيز به‌دست مي‌آيد. در انتها نشان داده شد كه فرآيند پيشنهاد شده با اصول 1، 2، 3، 4، 6، 8، 11 و 12 شيمي سبز سازگاري دارد. نانوسيليس و اسپينل به‌دست ‌آمده از اين روش توسط آناليز‌هاي پراش‌سنجي پرتوي ايكس (XRD)، طيف‌سنجي فلورسانس پرتو ايكس (XRF)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FESEM) و جذب‌سنجي نيتروژن مورد بررسي قرار گرفت. نتايج به‌دستآمده نشان داد، نانوسيليس توليدشده داراي خلوص بسيار بالا (%99) و مساحت سطح ويژه بالايي (m2/g 658) مي‌باشد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني مربوط به نانوسيليس، كلوخه‌هايي را نشان مي‌دهد كه از ذراتي با ابعاد 50-30 نانومتر تشكيل شده‌ است. اسپينل به‌دست آمده نيز داراي خلوص بالايي (%97) بوده و تصوير ميكروسكوپ الكتروني مربوط به آن، بلورهاي هشت وجهي بزرگ‌تر از 1 ميكرومتر را به وضوح نشان مي‌دهد.

194533

دانشگاه علم و صنعت ايران

صنايع شيميايي معدني

دكتر علي اله وردي