عنوان پایان‌نامه
سنتز نانو پودر کامپوزیتی اکسید مس
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-استخراج فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 39528;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 710
- تاریخ دفاع
- ۲۵ آبان ۱۳۸۷
- دانشجو
- یاسر وحیدشاد
- استاد راهنما
- حسین عبدی زاده
- چکیده
- چکیده نانو ذرات کامپوزیتی سنتز شده ZrO2 تقویت شده با CuO با انجام مرحله احیاء می‌تواند به عنوان یک کاتالیزور، برای تولید هیدروژن به وسیله تبدیل بخار متانول، تولید متانول از هیدروژنه کردن دی‌اکسید کربن، اکسیداسیون منوکسید کربن، تجزیه منوکسید نیتروژن و اکسید نیتروژن بکار رود. تولید این کاتالیزور به شکل نانو ذرات باعث افزایش فعالیت کاتالیزوری به علت ریز شدن ذرات در محدوده نانو و افزایش مساحت سطح ویژه آنها و در نتیجه افزایش مکان‌های فعال آن می‌شود. تغییرات ساختار نانو ذرات ZrO2 و اثر متقابل CuO قرار گرفته بر روی اکسید فلز پایه در کاتالیزور، منجر به احیاء آسان، اثر متقابل درونی مابین مس و زیرکنیم، عیوب گوشه‌ای بیشتر و جاهای خالی اکسیژن بر روی سطح کاتالیزور می‌شود. در این تحقیق برای تولید نانو ذرات CuO-ZrO2 از روش سل- ژل استفاده شده است. با توجه به تاثیر اندازه و توزیع نانو ذرات بر روی خواص کاتالیزورها، مهمترین پارامترهایی که بر روی این نانو ذرات تاثیر دارند، مورد بررسی قرار گرفته است. این پارامترها شامل دمای تکلیس، عامل کیلیت‌ساز، pH محیط واکنش سل- ژل، مقدار مولار آب به پیش‌ماده و دمای پیرسازی می‌باشد. پارامترهای دیگر مانند زمان تکلیس و حجم حلال نیز بررسی شده است که با توجه به نتایج بدست آمده در این تحقیق، مشخص شده که اثر بسیار کمتری دارد. بررسی نتایج نشان می‌دهد که pH های اسیدی یا بازی دارای سرعت هیدرولیز و تراکم بیشتر بوده و در نتیجه تولید نانو ذرات ریزتری نسبت به pH های خنثی می‌کند. همچنین مقدار مولار آب به پیش ماده در محدوده استوکیومتری باعث سرعت بهینه هیدرولیز و تراکم و انجام کامل واکنش هیدرولیز می‌شود و در نهایت عامل کیلیت‌ساز در مرحله واکنش هیدرولیز و تراکم باعث ریزتر شدن بیشتر نانو ذرات و عدم آگلومره شدن نانو ذرات در مرحله تکلیس می‌شود. همچنین دمای تکلیس در مرحله بعدی سنتز بر روی اندازه نانو ذرات تاثیر زیادی دارد. افزایش بیشتر دما بالاتر از C?500 باعث رشد بیشتر نانو ذرات می‌شود. برای تکمیل نتایج آزمایش و مقایسه روش‌ها، در تولید نانو ذرات CuO-ZrO2از روش میکروامولسیون نیز استفاده شده است. نتایج نانو ذرات تولید شده نیز بررسی و با روش سل- ژل مقایسه شده است. کلمات کلیدی: نانو ذرات، سل- ژل، میکروامولسیون، مورفولوژی، دوپنت، پایدارسازی Key words: Nanoparticles, Sol-gel, Microemulsion, Morphology, Dopant, Stabilizing
- Abstract
- The zirconia catalyst promoted with transitional metal oxides were applied as catalyst for hydrogen production from methanol, methanol production from hydrogenation carbon dioxide, oxidation of carbon monoxide, NO and NO2 decomposition. Production of this catalyst like to nanoparticles causes increasing of catalytic activity resulted in finer precursor powders and give rise to larger specific areas and therefore increasing of activity places in the nanoparticles. Nanocrystalline zirconia changes the electronic structure and affects the metal and support interactions on the catalyst, leading to facile reduction, intimate inter action between copper and zirconia, more corner defects and oxygen vacancies on the surface of the catalyst. Nanoscale particles often exhibit larger surface area and higher metal dispersion. Zirconia supports are of particular interest as they can possess relatively high surface areas; they are mechanically and thermally stable, are solids with adsorbent properties, as well as being catalysts themselves. In this work, CuO-ZrO2 nanoparticles are synthesized by sol-gel method. The catalyst property depends on the composition, morphology, and nature of the catalyst, e.g. behavior of the transition metal and the support, or particle size and special surface area. The effect of pH, H2O/ precursor molar ratio (R), time and temperature of calcination, chelating agent, and alcohol volume are particularity investigated among all other parameters. The pH and H2O/precursor molar ratio have low influences as compared with temperature. The alcohol volume as well as the time has almost no effect as compared with all other parameters. For better analysis of result, microemulsion method also is used for CuO-ZrO2 nanoparticles synthesis. Morphology, particle size and distribution, phase evaluation, structure, chemical analysis of the products and special surface area are investigated by SEM, TEM, DTA/TG, XRD, RAMAN, EDS and BET respectively. Keywords: Nanoparticles, Sol-gel, Microemulsion, Morphology, Dopant, Stabilizing.
