در این پژوهش سنتز همزمان نانوکامپوزیتهای tib2-tic به روشmashs انجام و تأثیر فعال سازی مواداولیه بر ریزساختار نهایی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از 3 واکنش زیر جهت دستیابی به ساختار نانو کامپوزیتی فوق استفاده شد: 2ti + 2b + c ? tic + tib2 (1) 3ti + b4c ? tic + 2tib2 (2) 2h3bo3 + 2tio2 + 7mg + c ? tic + tib2 + 7mgo + 3h2o ? (3) ابتدا با استفاده از روش آسیاب مکانیکی، مخلوط پودری اولیه فعال شد تا انرژی اولیه لازم جهت شروع واکنش shs فراهم و دستیابی به ابعاد نانو در محصول نهایی امکان پذیر شود. جهت مشاهده تغییرات فازی در پودرهای آسیاب شده، ازآنالیز xrd و sem استفاده شد. مشاهده شد که در مورد مخلوط واکنشی (2) و (3) فرآیند آسیاب نمی تواند به تنهایی وحتی با زمان بالا در سنتز کاملtic و tib2 موفق باشد و لزوم انجام واکنش احتراقی در ادامه ضروری است. در حالی که در مورد مخلوط واکنشی (1)، مدت زمان 6 ساعت آسیا کاری حتی بدون عبور از مرحل? shs، جهت سنتز محصولات کفایت می کند. در ادامه از پودرهای حاصل از زمانهای مختلف آسیاب، جهت انجام واکنش احتراقی، قرص هایی توسط پرس تک محور، تهیه و در یک کور? اتمسفر کنترل قرار گرفت. در این مسیر پارامترهای زمان آسیاب ، دمای رأکتور و نوع واکنش استفاده شده، مد نظر قرار گرفت. از نمونه های سنتز شده، آنالیز xrd و sem و از بهترین نمونه ترکیب (2)، آنالیز tem نیز گرفته شد. نتایج حاصل از آنالیزهای فوق نشان داد که مخلوط واکنشیِ (1) پس از 6 ساعت آسیاب حتی بدون انجام فرآیند shs، حاوی فازهای مورد نظر بود. مخلوط واکنشی (2) به مدت 9 ساعت آسیاب و در ?c 1100در رآکتور احتراق سنتز شود، به بهترین نتایج خواهیم رسید. این مقادیر برای واکنش (3) مدت زمان 0.5 ساعت آسیاب و سنتز در?c 900 بود.

در این پروژه برای اولین بار نانوذرات منو اکسید نیکل به صورت پودر نانوساختار با استفاده از روش الکترواکسیداسیون حاصل و جنبه های نظری فرایند سنتز نیز درک شدند. آنالیز های صورت گرفته برروی نمونه های حاصله از فرآیند سنتز شامل جذب اتمی، مادون قرمز تبدیل فوریه یافته، تفرق اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری بودند و نشان دادند که محصول نهایی پروژه، نانوذرات منواکسید نیکل با خلوص بسیار بالا با اندازه ذره بین 5 تا 25 نانومترکه به طور موضعی و تقریباً پیوسته به یکدیگر متصلند، می باشد. عملیات سنتز شامل الکترولیز نیکل در محلول آبی ستیل تری متیل آمونیوم برماید توسط دستگاه jps-302d و تبدیل ماده حاصله فرآیند به نانوذرات اکسید نیکل بوسیله کلسیناسیون بود. یکسری پدیده های الکتروشیمیایی بسیار مهم در حین فرآیند های سنتز مشاهده گردیدند. جنبه های نظری فرایند سنتز شامل نیروی محرکه فرایند و تشکیل نانوذرات در این پروژه مورد بحث قرار گرفتند. نیروی محرکه فرایند به بازسازی و تخریب لایه ترا نسپسیو اکسیدی نیکل تحت شرایط آندی نسبت داده شد و برای اولین بار اهمیت روش الکترواکسیداسیون در سنتز نانوذرات معلوم گردیده و مشخص شد که سرعت رشد نانوذرات در این روش نسبت به روش همرسوبی بسیار کمتر می باشد. در این پروژه علاوه بر نانو ذرات اکسید نیکل، نانوذرات اکسی هیدروکسی نیکل و یک یون کمپلکس آبی نیکل با ظرفیت بالاتر ار 2 نیز سنتز شدند.

چکیده محلولهای جامد بر پایه ی اکسید سریم با ساختار مکعبی فلوریت، به عنوان یک هادی مختلط یون و الکترون، دارای هدایت یونی بیشتری نسبت به زیرکونیای پایدار شده با ایتریا هستند. از این رو، استفاده از این ماده در ترکیب آند پیل سوختی اکسید جامد جاذبه بسیاری پیدا کرده است. در این پژوهش با توجه به نقش نانو ساختارهای گوناگون در بهبود خواص الکتروشمیایی و هدایتی آند، سعی شد تا برای اولین بار کامپوزیت ce 0/8 gd 0/2 o1/9 nio- به عنوان آند پیل سوختی اکسید جامد، به صورت نانو الیاف متخلخل از طریق الکتروریسی تهیه و عملکرد آن درsofc مورد ارزیابی قرار گیرد. در این پژوهش، اثر پارامترهای موثر فرآیند الکتروریسی بر مورفولوژی نانو الیاف سنتز شده از قبیل غلظت، ولتاژ، دمای کلسیناسیون، فاصله سوزن تا صفحه جمع کننده الیاف، نرخ تزریق و قطر داخلی سوزن مورد بررسی قرار گرفت. مشخصه های فیزیکی و شیمیایی نانو الیاف کامپوزیتی فوق توسط آنالیزهای xrd، tg/dta، ft-ir، sem،eds و bet ارزیابی شد. نتایج حاصل از xrdنشان داد که در نمونه های کلسینه شده در دمای?c 900، همه ی پیکها ی مربوط به دو فاز nio وgdc ظاهر می شوند که تشکیل نانو الیاف کامپوزیتی ce 0/8 gd 0/2 o1/9 nio- را به اثبات می رساند. قطر متوسط الیاف nio-gdc کلسینه شده در دمای?c 1000، nm 25±75 اندازه گیری شد. همچنین به منظور مقایسه مورفولوژی و ریز ساختار و نیز بررسی عملکرد الکتروشیمیایی آند الکتروریسی شده، نانو پودرnio-gdc با ترکیب مشابه به روش ژل احتراقی نیز سنتز شد. بررسی های bet نشان داد که سطح ویژه و حجم کل حفرات نانو الیاف مذکور به ترتیب 2/15و 3/3 برابر بیشتر از نانو ذرات سنتز شده به روش ژل احتراقی می باشد. در ادامه آندهای کامپوزیتی nio-gdc به شکل بدنه های بالک از سینتر قرص های خام تهیه شدند و هدایت یونی دو آند با میکروساختار متفاوت با استفاده از آنالیز طیف سنجی امپدانس در هوا و محدوده ی دمای ?c800-400 اندازه گیری شد. نتایج حاصل از امپدانس نشان داد که ریز ساختار و مورفولوژی آند در هدایت یونی تاثیر گذار است. عملکرد الکتروشیمیایی آند تهیه شده در این تحقیق، در یک تک سل با پایه الکترولیت ysz و ترکیب (ni-gdc/ysz/lsm) اندازه گیری شد. تک سل ساخته شده با آند الکتروریسی شده یک ولتاژ مدار باز v2/1و ماکسیمم چگالی توان mw/cm2 55 از خود نشان داد.

مواد مزوپور منظم و یا به اختصار مواد مزوپور دسته ای از مواد می باشند که دارای تخلخل منظم در محدوده 2-50 نانومتر می باشند. در این میان مواد مزوپور سیلیکا بیش از همه مورد توجه محققیقن بوده و بویژه در زمینه مواد جاذب و کاتالیست کاربردهای گسترده ای دارد. کاربرد اخیر این مواد به واسطه افزایش سطح از یک سو و محدودیت ابعاد حفرات آن از طرف دیگر می باشد که بر خلاف زئولیتها اندازه حفرات بزرگتری داشته و محدودیت انتقال جرم مولکولهای بزرگ ناشی از ریز بودن حفرات زئولیت در آنها برطرف می گردد. در این طرح مواد مزوپور پایه سیلیکای مختلفی مانند mcm-41وsba-15 و msuxو hmsو kit-6 با استفاده از روش سل-ژل هیدروترمال تهیه شد. همچنین برخی از مواد مزوپور با استفاده از آلومینیوم در حین واکنش اصلاح و ترکیبات al- mcm, al-sba به دست آمد. در این سنتزها مواردی از جایگزینی تمپلت های متداول با ترکیبات جدید مورد آزمایش قرار گرفت که می توان به جایگزینی ترکیب متداول p123 با محصول دیگری بنام genapol pf-10 در سنتز sba-15 و همچنین هگزادسیل آمین بجای دودسیل آمین در سنتز hms اشاره نمود. سطح برخی از نمونه ها با استفاده از گونه های مختلف آلی اصلاح و تعدادی از آنها در واکنشهای کاتالیستی سازگار با محیط زیست استفاده گردید. اصلاح سطح گونه های مزوپورعمدتاً با ایجاد گروههای عاملی pnhnh2, -so3h, pr-nh2 و غیره به منظور تغییر خواص اسیدی و یا بازی سطح و با هدف کاتالیز واکنشها صورت گرفته ولی در موارد دیگری که از آن بعنوان پایه مناسب استفاده می شود، اصلاح به منظور تشکیل کمپلکسهای فلزی با استفاده از این گروههای عاملی بود که ب توان فلزاتی با خصلت کاتالیستی بر روی آن نشانید. در یک مورد خاص سطح مزوپور با استفاده از آمینواسید پرولین که به عنوان کاتالیست مولکولی شناخته شده است اصلاح شده و در واکنش کاتالیستی سنتز تتراهیدروبنزو[b] پیران ها مورد استفاده قرار گرفت. واکنش مورد نظر بسادگی و با سایش مواد اولیه با استفاده از یک هاون در حضور کاتالیست و همینطور در فاز محلول انجام گرفت. بنظر می رسد که کاتالیست قابل بازیافت تهیه شده را بتوان در برخی واکنشهای کاتالیستی کایرال نیز مورد آزمایش قرار داد. در بخش دیگری مزوپور سیلیکا بعنوان یک کاتالیست دوست دار محیط زیست و جایگزین مناسبی برای سیلیکاژل در سنتز کاتالیستی ترکیبات تری آریل ایمیدازول مورد استفاده قرار گرفت. واکنشهای کاتالیستی بر روی سیلیکای مزوپور با استفاده از روشهای حرارت دهی متداول و همچنین تابش میکروویو انجام شد. محصول واکنشهای کاتالیتیک پس از خالص سازی به روش نوبلوری، با استفاده از روشهای متداول در شیمی آلی نظیر tlc, ft-ir,nmr و همچنین تعیین نقطه ذوب محصول مورد بررسی و تایید قرار گرفت. علاوه بر این، کاتالیستهای اکسید فلزی تلقیح شده در داخل حفرات مزوپور بعنوان کاتالیست در تهیه نانولوله کربنی به روش شیمیایی فاز بخار مورد آزمایش قرار گرفت. اتصال ترکیب دی پیکولینیک اسید به عنوان لیگندشناخته شده بر روی مزوپور سیلیکا به عنوان محصولی جدید معرفی شد که پتانسیل استفاده در تثبیت گونه های فلزی بر روی سطح جهت کاربردهای کاتالیستی را داراست. همچنین به منظور جایگزینی روشهای پیچیده سنتز مواد ارگانوسیلان بعنوان اصلاح کننده سطح، روش جدید دیگری بر پایه سنتز الکتروشیمیایی مواد اصلاح کننده سطح بکار گرفته شده و محصول جدیدی بدست آمد که علاوه بر مواد مزوپور پایه سیلیکا، قابلیت استفاده در اصلاح سطح نانوساختارهای دیگر را نیز دارد. کلید واژه: مزوپور سیلیکا، کاتالیست، اصلاح سطح، میکرویو، الکتروسنتز.

در کار تحقیقاتی حاضر نانوذرات اکسیدروی با استفاده از روش مکانیکی-شیمیایی سنتز شد. فرایند سنتز در آسیاب پرانرژی انجام شد و تاثیر پارامترهای موثر مثل زمان آسیاب، نسبت گلوله به پودر و ترتیب انجام عملیات سنتز، روی اندازه نهایی نانوذرات و خواص نوری نانوذرات اکسیدروی(از جمله جذب uv و فعالیت فوتوکاتالیستی) مورد ارزیابی قرار گرفت. در این پروژه از دو مسیر واگنشی مختلف برای سنتز نانوذرات اکسیدروی استفاده شد، در مسیر اول از مواد اولیه کربنات سدیم، کلرید روی و کلرید سدیم به عنوان رقیق کننده و زمان آسیاب مختلف 3و6و9 ساعت و نسبت گلوله به پودر 10:1و15:1و20:1 استفاده شد، در صورتی که در مسیر دوم از مواد اولیه سولفات روی، کلرید سدیم(یا کلرید پتاسیم) و هیدروکیسد سدیم( یا هیدروکسید پتاسیم) برای رسیدن به نانو ذرات اکسید روی، با دو مرحله اسیاب، شامل زمان آسیاب اول 10 دقیقه و زمان های آسیاب دوم متفاوت استفاده شد. اکثر نمونه ها پس از پایان عملیات آسیای مکانیکی، تحت عملیات شستشو با آب دیونیزه ، خشک کردن و در نهایت عملیات حرارتی قرار گرفت. هر چند در برخی از موارد، شسنشوی محصولات نهایی پس از عملیات حرارتی انجام شد. مشخصه های فیزیکی و خواص محصولات به دست آمده در پایان توسط روش های xrd,sta,sem,tem,ft-ir مورد آنالیز و شناسایی قرار گرفت و در ادامه به منظور ارزیابی خواص نوری و فوتوکاتالیستی آنها، از روشهای طیف سنجی uv-vis ، طیف سنجی فوتولومینسانس و جذب متیل ارنج استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که با استفاده از مسیر اول بر خلاف انتظار ، نانوذرات اکسیدروی تشکیل شده است. البته وجود فاز هیدروکسی زینسایت در محصول نهایی حاکی ارز عدم تکمیل واکنش می باشد. در ادامه با استفاده از عملیات حرارتی، فاز خالص اکسیدروی به دست آمد. در ادامه نتایج به دست آمده از مسیر وامنشی دوم نشان داد که فرآیند آسیای مکانیکی منجر به تشکیل فاز خالص اکسیدروی می شود. لازم به ذکر است که تغییر در ترتیب عملیات شستشو و عملیات حرارتی در هر دو مسیر واکنش، تاثیر محسوسی را در اندازه ذرات نهایی نانوذرات اکسیدروی اعمال می کند.

چکیده در این پژوهش، ضمن تهیه پودر هیدروکسید نیکل با اندازه ذرات نانومتری از طریق روش رسوب شیمیایی به ویژه روش کمپلکس - ترسیب ، عواملی مانند: اثر استفاده از کمپلکس ساز، نوع تجزیه کمپلکس ( بوسیله محلول قلیایی، رقیق سازی، حرارت)، غلظت رسوب دهنده، نوع هم زدن ( هم زن مغناطیسی و یا استفاده از امواج فوق صوت)، روش اضافه نمودن محلول ها ( قطره ای و یا یکباره )، اثر پیرسازی و اثر استفاده از ماده فعال در سطح به عنوان شابلون و بازدارنده آگلومره شدن ذرات، بررسی گردیده اند. سپس پودر حاصل توسط آنالیز های xrd، sem، icp، ftir و tg-dta بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که روش کمپلکس - ترسیب روشی آسان برای تولید پودر هیدروکسید نیکل در ابعاد نانومتری با توزیع اندازه و مورفولوژی یکنواخت می باشد. به علاوه، با تغییر پارامتر روش تجزیه کمپلکس، ضمن حفظ یکنواختی می توان ذرات با اشکالی مانند کروی، پولکی و ورقه ای به دست آورد. بررسی اثر نوع اضافه نمودن محلول نشان داده است که اضافه نمودن یکباره محلول سود در روش کمپلکس – محلول سود و آب مقطر در روش رقیق سازی ، ضمن حفظ یکنواختی شکل و اندازه، اندازه کریستالیت ها و همچنین اندازه ذرات را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. امواج فوق صوت نیز به دلیل شکستن جوانه رسوبات و جلوگیری از رشد آن ها، اندازه کریستالیت ها را کاهش داده است. بررسی ها نشان داده است که در صورت اضافه نمودن مستقیم با غلظت یک مولار و کمتر به محلول نیترات نیکل، هیدروکسید نیکل نوع ? ، بر خلاف نمونه های دیگر، حاصل می شود. درنتیجه حضور مرحله میانی کمپلکس سازی بر نوع هیدروکسید نیکل به دست آمده نیز اثر می گزارد . در هر دو روش رسوب مستقیم و روش chp، افزایش غلظت سود باعث افزایش بلورینگی، نظم ساختاری ، افزایش اندازه کریستالیت ها و نیز اندازه ذرات گردیده است. همچنین، در صد وزنی نیکل در نمونه های حاصل از روش کمپلکس-ترسیب نسبت به نمونه های حاصل از روش رسوب مستقیم، به میزان قابل توجه بیشتر می باشد . نتایج آنالیز ftir و همچنین آنالیز xrd و icp نشان می دهد دو روش رسوب مستقیم و روش رقیق سازی قطره ای به ترتیب بیشترین و نمونه روش کمپلکس – حرارت کمترین میزان آب و آنیون co32-را جذب می نمایند. به علاوه بررسی های tg-dta نشان داده است که دمای شروع واکنش هیدروکسیل زدایی در نمونه های رسوب مستقیم و کمپلکس- محلول سود، با اختلاف کم از یکدیگر، در حدود 200 درجه سانتیگراد و در دو نمونه کمپلکس-حرارت و کمپلکس – رقیق سازی در دمای 260 درجه سانتیگراد می باشد.

نانوکامپوزیت های نانو لوله کربنی-اکسید فلزی به خاطر ارائه خواص قابل توجه کاتالیستی و فتوکاتالیستی مورد توجه محققان بسیاری می باشد. از آن جا که تحقیقات برای دستیابی به مواد فتوکاتالیست جدید ادامه دارد و از آن گذشته تاکنون بررسی در مورد خاصیت فتوکاتالیستی نانوکامپوزیت ceo2/cnts صورت نگرفته بود، در این تحقیق به سنتز و بررسی خاصیت فتوکاتالیستی این ماده پرداخته شد. بدین منظور ابتدا mwcnts با استفاده از عوامل اکسنده مختلف عامل دار شد. تاثیر شرایط مختلف فرایند از جمله غلظت اسید، دما و زمان رفلاکس بر روی گروه های عاملی بررسی شد. سپس نانوکامپوزیت ceo2/mwcnts با استفاده از دو روش رسوب شیمیایی و هیدروترمال سنتز شد و با استفاده از روش های آنالیزی مختلف مانند xrd، ftir، fesem، tg-dta و uv-vis مورد شناسایی قرار گرفت. نتایج آنالیزها حاکی از تشکیل نانوکامپوزیت مورد نظر با استفاده از هر دو روش بود؛ با این تفاوت که در کامپوزیت سنتز شده به روش هیدروترمال، بر اساس نتایج آنالیز ftir، اتصال از نوع شیمیایی مشاهده شد. در مرحله بعد خاصیت فتوکاتالیستی کامپوزیت های ceo2/mwcnts در تجزیه رنگ آلی نیتروژن دار متیل اورنژ برای اولین بار، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نانوکامپوزیت سنتز شده به روش هیدروترمال به دلیل برقراری اتصال شیمیایی بین ceo2 و mwcnts، فعالیت فتوکاتالیستی بیشتری دارد. همچنین در بررسی به عمل آمده بر روی تاثیر ph مشخص شد که با افزایش ph میزان تجزیه فتوکتالیستی رنگ افزایش می یابد.