فهرست مطالب

فصلنامه نانو مواد
پیاپی 7 (بهار 1390)

  • تاریخ انتشار: 1390/03/18
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمود ترابی انگجی*، لیلا اصغرنژاد، فرهاد ملکی، وهاب گودرزی صفحات 1-7
    در این تحقیق، به منظور دستیابی به توزیع همگن نانوذرات TiO2 در بستر نانوکامپوزیت /TiO2(Unsaturated-Polyester) UP، سطح نانوذرات TiO2 با روشی نوین اصلاح یافته است، بدین منظور بعد از اصلاح اولیه سطح نانوذرات اکسید تیتانیوم توسط کوپل مولکول های 3-(متاکریلوکسی) پروپیل تری متوکسی، با انجام واکنش کوپولیمریزاسیون در حضور مونومرهای اتیل اکریلات و متیل متاکریلات سطح نانوذرات TiO2 مورد اصلاح سطحی مجدد قرار می گیرد. طیف سنجی FTIR انجام موفقیت آمیز اتصال گروه های کوپل شونده و زنجیرهای پلی اکریلات به سطح نانوذرات اکسید تیتانیوم و یا به عبارت دیگر اصلاح سطحی را تایید کردند. برای بررسی مورفولوژی و نحوه توزیع نانوذرات در زمینه پلیمری از دستگاه میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و برای مطالعه خواص نوری نانوکامپوزیت ها از دستگاه اسپکتروفوتومتر UV-Vis استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان دادند که اصلاح مجدد سطح نانوذرات اکسید تیتانیوم منجر به بهبود خواص پوشش دهی در برابر امواج UV و نیز خواص استحکام کششی، خمشی و ضربه ای نانوکامپوزیت ها شده است.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، نانوذرات اکسید تیتانیوم، دیسپرز، اصلاح سطحی
  • تیمور کیوانلو*، رحیم یزدانی راد، کیوان اسدیان، محمدحسن ایمانیه، یاسر وحید شاد، سعید شاخصی صفحات 8-15
    در این تحقیق، نانوکامپوزیت Ag-TiO2 با غلظت بهینه 1% به روش سل– ژل سنتز و تهیه گردید. از رودامین B جهت فعالیت فوتوکاتالیستی استفاده شد. نمونه های تولید شده با توجه به آنالیز حرارتی افتراقی در چندین دمای مختلف (266، 338، 390، 485، 600 و °С 700) به مدت 2 ساعت تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. با توجه به نتایج پراش پرتوهای ایکس و آنالیز حرارتی افتراقی، نمونه های تولید شده در دمای °С 530 و در زمان های مختلف (5/0، 1، 2، 4 و 6 ساعت) عملیات حرارتی شدند. بهترین نمونه از لحاظ عملکرد تخریب در بین نمونه های تولید شده، نمونه ای بود که در دمای 530 به مدت 1 ساعت عملیات حرارتی شده بود. نکته حائز اهمیت عملکرد بهتر نمونه فوق نسبت به نانو دی اکسید تیتانیوم صنعتی تولیدی شرکت دگوسا بود. فاز Ag2Ti4O9 در دمای محیط سنتز شد و با توجه به نتایج تست تخریب به نظر می رسد این فاز بازده تخریب بسیار بیشتری نسبت به فاز آناتاز داشته باشد. مشخصه یابی نانوذرات Ag-TiO2 در کار حاضر بوسیله دستگاه های SEM،XRD ، DTA وPL انجام گرفت.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، فوتوکاتالیست، سل، ژل، دی اکسید تیتانیوم، نقره
  • بهزاد چهکندی*، محمد چهکندی صفحات 16-22
    در این تحقیق، نانوپودرهای هیدروکسی آپاتیت به وسیله فرآیند سل– ژل از پیش ماده نیترات کلسیم چهار آبه و سه پیش ماده فسفری، اسید فسفریک، پنتا اکسید فسفر و تری اتیل فسفات سنتز شد. نمونه های کلسینه شده به وسیله طیف سنجی های XRD، FTIR، DTA و آنالیز عنصری SEM شناسایی شد. تاثیر پارامترهای فرآیند سل– ژل بر خلوص فازی مورد ارزیابی قرار گرفت و از داده های به دست آمده از الگوهای پراش XRD و به کمک معادله شرر اندازه ذرات آنها محاسبه گردید. اندازه ذرات مشاهده شده از تصویرهای میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) نتیجه های به دست آمده از معادله شرر را تایید می کند. بر اساس طیف های DTA، نمونه سنتز شده از پیش ماده تری اتیل فسفات در دمای Co 400 که کمترین دمای بلورینگی در مقایسه با سایر نمونه ها است، بلورینه شده است. به طور کلی فاکتورهای مهمی مانند دمای سل و مدت زمان ماندن بیشتر و دمای کلسینه شدن در خلوص فرآورده تاثیرگذار است. دمای سل بالاتر و مدت زمان ماندن بیشتر، خلوص فرآورده را افزایش داده است. دمای کلسینه کردن بالای Co 600 باعث تبدیل ناخالصی های کلسیم فسفاته به هیدروکسی آپاتیت شد. طبق انتظار میانگین اندازه ذرات با افزایش دمای کلسینه کردن افزایش پیدا کرد. با افزایش این دما از 600 به Co 700 میانگین اندازه ذرات از 50 به 98 نانومتر رشد پیدا کرد و بنابراین دمای نهایی به عنوان دمای مناسب بلورینگی بالا جهت تهیه نانوپودرهای هیدروکسی آپاتیت نسبت داده می شود.
    کلیدواژگان: نانوپودر، هیدروکسی آپاتیت، سل- ژل، رابطه شرر، TEM، خلوص فازی
  • سلما ضمیریان*، پیمان سلیمانی حمیدی نژاد صفحات 23-30
    نانوکامپوزیت های پلی استر غیراشباع بر اساس حضور نانوذرات کروی دی اکسید آلومینیوم و نانوذرات صفحه ای خاک رس و در درصدهای متفاوت 1، 2 و 4 به کمک همزن برشی و هموژنایزر تولید شدند. بعد از اختلاط، ترکیبات قالب گیری شده و با افزودن عامل پخت، پخت شدند. در نهایت، نمونه های مختلف جهت انجام آزمون های مختلف مکانیکی و دینامیکی تهیه گردیدند. نتایج آزمون ها نشان دادند که با افزایش حضور نانوذرات، استحکام کششی افزایش قابل ملاحظه ای می یابد. آنالیزهای TEM،SEM و XRD نیز به منظور شناسایی مورفولوژی نانوکامپوزیت ها انجام شد. آزمون های دینامیکی برای مشخص کردن خواص نشات گرفته از طبیعت ویسکوالاستیک پلیمرها (نظیر ذخیره و از دست دادن مدول) و نیز قسمت اتلافی ماتریس، هنگامی که نمونه حرارت داده می شود، استفاده شدند. نتایج نشان دادند که نمونه ها دارای یکنواختی بالایی هستند که این امر ناشی از توزیع مناسب نانوذرات در زمینه رزین است. همچنین، نتایج نشان می دهد که ذرات کروی در مقایسه با ذرات صفحه ای خواص مکانیکی و دینامیکی بهتری دارند.
    کلیدواژگان: رزین پلی استر غیراشباع، نانوکامپوزیت، نانوذرات رس، نانو اکسید آلومینیوم
  • صاحبعلی منافی، عاطفه سلطانمرادی، صالح خانی صفحات 31-36
    در کار حاضر، نانوتیوب های کربنی با استفاده از فرآیند رسوب گذاری شیمیایی بخار (CVD) تولید شده است. بررسی پودر حاصل به روش میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) موفقیت این تحقیق در تولید نانوتیوب های کربنی را با استفاده از فرآیند رسوب گذاری شیمیایی بخار نشان می دهد. می توان نتیجه گرفت روش رسوب گذاری شیمیایی بخار کاتالیزوری روش بسیار مناسبی برای تولید نانوتیوب های کربنی است. همچنین با کنترل کاتالیزور و شرایط سنتز می توان بسیاری از جنبه های رشد مثل، ساختار، قطر، طول و نظم را کنترل کرد. روش CVD کاتالیزوری می تواند برای تولید انبوه یا برای رشد کنترل شده در مکان های خاص بر روی یک پایه در کاربردهای گوناگون بکار رود.
    کلیدواژگان: نانوتیوب های کربنی، رسوب گذاری شیمیایی بخار، خلوص بالا، TEM
  • سید محمد کاظم زاده، محمدرضا واعظی*، اصغر کاظم زاده، امیر حسنجانی روشن صفحات 37-41
    گرمایش سریع بوسیله ماکروویو به عنوان یک تکنیک قابل توجه برای سنتز نانوساختارهای فلزی مورد توجه واقع شده استcm 5/3. جهت فرآوری نانوذرات نقره از نیترات نقره (AgNO3) به عنوان پیش ماده، پلی وینیل پایرولیدن (PVP) به عنوان پایدار کننده و همچنین از آب مقطر، اتیلن گلیکول و اتانول به عنوان حلال در دمای °C 25 در این پژوهش استفاده گردید. ابتدا محلول هایی با نسبت درصد وزنی مشخصی از AgNO3 و PVP تهیه شد و در مدت زمان 90 ثانیه واکنش ها بین محلول ها انجام گرفت. در حین انجام واکنش های شیمیایی بین محلول ها امواج الکترومغناطیس با شدت و فرکانس ثابت MHz 2450 توسط آون ماکروویو به محلول ها اعمال گردید. با انجام واکنش های شیمیایی نانوذرات نقره کلوئیدی در محلول حاصل شد. نانوذرات تهیه شده در ابتدا جهت بررسی توزیع فراوانی اندازه و غلظت ذرات تحت آنالیز طیف سنجی مرئی (UV-Vis) قرار داده شدند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) نشان داد که نانوذرات فرآوری شده دارای مورفولوژی کروی و شبه کروی و توزیع اندازه ذراتی در محدوده 10 تا 40 نانومتر می باشند. نانوساختارهای نقره حاصل شده دارای درجه کریستالیزاسیون بیشتر و سایز کوچک تری نسبت به روش های مرسوم حمام روغن است.
    کلیدواژگان: امواج الکترومغناطیس، نانوذرات کلوئیدی نقره، حلال
  • امید رستگار*، مازیار دهقانی، ارجمند مهربانی زین آباد، ابوالفضل محبی صفحات 42-49
    در این پژوهش، بهبود خواص مکانیکی مانند ازدیاد طول تا نقطه شکست و مدول یانگ پلی استایرن در حضور نانوذرات تیتان و سیلیس مورد بررسی قرار گرفت. از روش محلول جهت سنتز نانوکامپوزیت های پلی استایرین/سیلیس، پلی استایرین/سیلیس/تیتان و پلی استایرین/تیتان استفاده شد. برای شکست بهتر تجمع نانوذرات در حلال، از یک همزن مکانیکی مافوق صوت استفاده گردید. مورفولوژی نمونه های تولیدی، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ الکترونی عبوری و آنالیز وزن سنجی حرارتی بررسی شد. خواص مکانیکی نانوکامپوزیت ها نیز با اندازه گیری مدول یانگ، ازدیاد طول تا نقطه شکست و استحکام ضربه ای مطالعه شد. نتایج نشان دادند که ازدیاد طول تا نقطه شکست پلی استایرن دارای هر دو نانوذره تیتان و سیلیس به طور قابل توجهی بهبود یافت. همچنین، در نمونه 1% وزنی پلی استایرین/سیلیس/تیتان، نتایج بیانگر افزایش مدول یانگ، چقرمگی (میزان انعطاف پذیری نسبی) و میزان ازدیاد طول تا نقطه شکست بود. این پدیده ناشی از شکست مطلوب ساختار تجمعی نانوذرات و همچنین توزیع مناسب آنها در زمینه پلی استایرنی است. در این حالت، نانوذرات در حفره های کوچک جای گرفته و مانند پلی در بین لایه های زمینه عمل می کنند و سبب بهبود ازدیاد طول تا نقطه شکست پلی استایرن می شوند. همچنین، پایداری حرارتی نمونه ها به علت ساختار یکنواخت و همگن آنها و کاهش تعداد نقاط نقص، در مقایسه با پلی استایرن خالص افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: خواص مکانیکی، خواص حرارتی، پلی استایرن، نانوسیلیس، نانوتیتان
  • اکبر الصاق*، مهدی طاهرنژاد صفحات 50-57
    در این تحقیق، نانوساختارهای سیلیسی با استفاده از روش سل- ژل سنتز و شناسایی شدند. واکنش در حضور اسیدهای مختلف، انجام شد و مورفولوژی و اندازه ذرات مورد بررسی قرار گرفت. سپس pH محیط به شدت اسیدی شد و محیط به pH کمتر از 2 رسید و ساختارها مجددا سنتز شدند و مورفولوژی آنها مورد بررسی قرار گرفت. آنگاه به منظور بهینه سازی شرایط سنتز و بهبود مورفولوژی و اندازه ذرات، اصلاح کننده های ساختاری مانند نیترات لانتان 6 آبه به محیط اسیدی اضافه شد و سنتز و شناسایی تکرار شد. در این شرایط، مورفولوژی ذرات بهبود یافت و اندازه ذرات نیز کاهش قابل ملاحظه ای یافت.
    کلیدواژگان: نانوساختارها، سل، ژل، مورفولوژی، اصلاح کننده ساختاری
|
  • M. Torabi, Angaji*, L. Asgharnezhad, F. Maleki, V. Goodarzi Pages 1-7
    In this study, to improve the nanoparticle dispersion and increasing possible interaction between nanoparticle and polymeric matrix in the UP/TiO2 nanocomposite, the surface of the TiO nanoparticles was modified in the new approach; first the surface of TiO2 nanoparticles was modified by a coupling agent as 3-(methacryloxy) propyl trimethoxy silane and then polymerized in the presence of ethyl acrylate and methyl methacrylate monomers with AIBN as initiator. FTIR spectroscopy confirmed the presence of the coupling molecule and consequently copolymer macromolecular chains on the surface of TiO2 nanoparticles. Transmission electron microscopy (TEM) was used to study the morphology of the particles before and after the surface grafting. Mechanical properties and ultraviolet visible (UV/Vis) spectroscopy of various samples, including the doubly modified-TiO2 nanoparticles and the unmodified-TiO2 nanoparticles were also investigated. The results showed that surface remodification of TiO2 nanoparticles improve nanoparticles dispersion, mechanical properties and UV protection of the UP/TiO2 nanocomposite.
    Keywords: Nanocomposite, TiO2 nanoparticles, Dispersion, Surface modification
  • T. Keivanloo*, R. Yazdani, Rad, K. Asadian, M.H. Imanieh, Y. Vahidshad, S. Shakhesi Pages 8-15
    In this research, we have synthesized Ag-TiO2 nanocomposite with an optimized concentration of 1% by sol-gel method. Rhodamin was used for photocatalytic activity. Dilatometric thermal analysis of prepared specimen was performed at different temperatures of 266, 338, 39 , 485, 600 and 700 °C for 2 hours. Using obtained results from XRD and DTA analyses, prepared specimens in 530 °С and during 0.5, 1, 2, 4 and 6 hours underwent heat treatment. The optimized specimen from decomposition point of view was that of 530 °С and 1 hour heat treatment. Additionally the specimen was operating even more efficient than Degussa P25 nanopowder. Ag2Ti4O9 phase was synthesized at room temperature and with regard to decomposition test results, it seems that the specimen has more efficiency than anatase phase. Characterizations of Ag-TiO2 nanoparticles were done by DTA, XRD, PL and SEM.
    Keywords: TiO2-Ag, Photocatalyst, Nanocomposite, Sol-gel
  • B. Chahkandi*, M. Chahkandi Pages 16-22
    In this study, the nanopowders of hydroxyapatite (HAp) with three different materials using Ca(NO3)2.4H2O, H3PO4, P2O5, and PO(OC2H5)3 precursors have been synthesized by sol-gel and characterized by some physic-chemical approaches such as XRD, FTIR, DTA, and SEM elemental analysis and their purity have also been investigated. Followings, by the XRD data and with the aim of Scherrer equation, their particle size values have been determined. These results have good agreement with observed particle size within TEM images. It is interesting to note that based on DTA curves, the synthesized sample from PO(OC2H5)3 precursor has been crystallized at 400 ºC that is absolutely lower than the reported crystallization temperature (CT) of other samples. However, the important factors such as sol temperature, aging time and calcination temperature affect product purity. Indeed, the higher sol temperature and aging time increase the product purity. With the increase of the calcination temperature till upper than 600 ºC, calcium phosphate impurity phases transform to HAp. As expected, the mean crystalline size increased with raising in calcination temperature. By increasing temperature from 600 to 700 ºC mean particle size growed from 50 to 98 nm, hence the latter temperature assigned as suitable CT for preparing of the titled nanopowders.
    Keywords: Nanopowder, Hydroxyapatite, Sol, gel, Sherrer, TEM, Phase purity
  • S. Zamirian*, P. Soleimani Hamidy, Nezhad Pages 23-30
    The concept of nanoscale reinforcement provides opportunity for synthesis of polymer materials with unique properties. Behavior of unsaturated polyester (UP) and unsaturated polyester nanocomposites containing different nanofillers, such as Al2O3, nanoclay (Cloisite 30B) were investigated. Samples were prepared with the nano content 1, 2, 4 wt. % have been considered. Nanofillers were dispersed into a UP matrix via blending using a mechanical stirrer. Transmission electron microscopy (TEM), Scanning electron microscopy (SEM) and XRD data were in support of the formation of partially delaminated nanocomposite materials. The mechanical properties test results show that nanoclay obviously improves the Strength of UP and Al2O3 enhances its tensile, but nanoclay-Al2O3 exhibits a synergistic effect on toughening and reinforcing UP simultaneously. Increase in storage modulus and a gradual decrease in high glass-transition temperature as nanofillers loading increased.
    Keywords: UP resin, Nanocomposites, Clay nanoparticles, Nano Al2O3
  • S.M. Kazemzadeh, M.R. Vaezi*, A. Kazemzadeh, A. Hassanjani, Roshan Pages 37-41
    Recently, rapid heating by microwave has been known as a significant technique for the synthesis of metal nanostructures. In this study, in order to process of silver nanoparticles from silver nitrate (AgNO3) as pre material, polyvinyl Payrolyden (PVP) as a stabilizer and water, ethylene glycol and ethanol as solvent at a temperature 25 °C were used. At first, solution with certain ratios of AgNO3 and PVP were prepared and the reaction between solvents was carried out during 90 s. During the chemical reaction between solvents, electromagnetic waves with the fixed intensity and frequency 2450 MHz were applied to the system by the microwave oven. Then intensely silver nanoparticles in the solution were obtained as a result of chemical reactions. To determine particle size distribution and concentration, the prepared nanoparticles were investigated by analysis visible spectroscopy (UV-VIS). The transmission electron microscopy (TEM) micrographs showed that the processed nanoparticles have spherical and semi-spherical morphology and size distribution of spherical particles is in the range of 10 to 40 nm. The prepared silver nanostructures show less crystallization degree and smaller particle size than the oil bath conventional methods.
    Keywords: Electromagnetic waves, Colloidal silver nanoparticles, Solvent
  • O. Rastegar *, M. Dehghani, A. Mehrabani, Zeinabad, A. Mohebbi Pages 42-49
    In this research, mechanical properties improvement such as elongation at break and young modulus of polystyrene (PS) was investigated in presence of TiO2 and SiO2 nanoparticles. The solution method was selected for synthesis of PS/SiO2, PS/TiO2 and PS/SiO2/TiO2 nanocomposite. An ultrasonic mixer was used for higher dispersion of nanoparticle in the solvent. Morphology of produced samples was characterized through SEM, TEM and TGA. The mechanical properties of nanocomposites were studied by determination of young modulus, elongation at break and impact strength. The results showed that the elongation at break of PS is obviously enhanced in presence of both TiO2 and SiO2 nanoparticles. Also, the results indicated that in the PS/SiO2/TiO2 sample with 1 wt.% of nanoparticles, young modulus, fracture toughness and elongation at break of PS are increased simultaneously. This phenomenon was due to good breakdown structure of nanoparticles agglomeration, and also sufficient dispersion of them in PS matrix. In this case, the nanoparticles were filled in fine voids and played a roll of bridge between layers of matrix leading to improvement of elongation at break of PS. Also, thermal stability was developed in comparison with unfilled PS due to well-structural homogeneity and reduction of defected sites numbers.
    Keywords: Magnetic nanoparticles, Chemical precipitation, Iron oxide, Maghemite
  • A. Elsagh*, M. Tahernejad Pages 50-57
    In this research, siliceous nanostructures were identified and synthesized using sol-gel method. Reaction was performed in the presence of different acids and the particle size and morphology were studied. Then, pH was decreased less than 2 and the structures were re synthesized and their morphology was investigated. Then, in order to optimize the synthesis conditions and improve morphology and synthesized particle size, structural modifiers such as lanthanum nitrate hexahydrate was added to the acidic environment and the synthesis and identification were repeated. In these conditions, particle morphology improved and particle size also significantly decreased.
    Keywords: Nanostructures, Sol, gel, Morphology, Structural modifiers