پاورپوینت موضوع سمینار فصل هفتم کتاب نانو شیمی (pptx) 12 اسلاید
دسته بندی : پاورپوینت
نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد اسلاید: 12 اسلاید
قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :
موضوع :سمینار فصل هفتم کتاب نانو شیمی
فصل هفتم
روش رسوب گذاری
روشی قدیمی است در این روش ابتدا مواد اولیه در یک حلال معمولی حل می شود .سپس عامل رسوب دهنده که می تواند یک کمپلکس ,عامل کاهنده و یا اکسنده باشد اضافه می شود .
یکی از مهم ترین مزایا این است که نیازی به تجهیزات پیشرفته ندارد.
افزودن عوامل کمپلکس دهنده و سورفکتانت ها می تواند در کنترل اندازه ذرات موثر باشد.
به طور کلی ویژگی های کلیدی در واکنش های رسوبگیری عبارتند از:
1)محصولات این واکنش ها معمولا در شرایط فوق اشباع ,بسیار کم محلول اند.
2)هسته زایی که مرحله کلیدی است,در شرایط فوق اشباع انجام می شود .در این مرحله تعداد زیادی از ذرات کوچک (هسته های اولیه)تشکیل می شود.
3)انجام فرایندهای ثانویه ,نظیر فرایند استوالد و لخته شدن که بر روی اندازه ,مورفولوژی و خواص محصولات بسیار موثراند.
4)شرایط اشباعی معمولا در طی یک واکنش شیمیایی ایجاد می شود و بر روی اندازه ذرات ,شکل هندسی و توزیع اندازه ی ذرات مؤثر است .
تئوری و ترمودینامیک روش همرسوبی
در واکنش های ساده ی افزایشی \ تبادلی ,رسوب می تواند به روش های دیگری نظیر واکنش شیمیایی ,احیا به وسیله نور ,اکسایش و ابکافت تولید می شود.می توان با تغییر پارامترهایی (که معمولا غلظت و دما )رسوب ایجاد کرد.
هنگامی که محصول واکنش شامل یک یا دو عنصر باشد ,واکنش رسوبدهی بسیار ساده خواهد بود,اما در اکثر اوقات سیستم دوتایی و چهارتایی است.در این موارد درک فرایندها بسیار مشکل و پیچیده است .زیرا باید گونه های مختلف با هم رسوب دهند.
هنگامی که واکنش رسوب گذاری آغاز می شود ,در ابتدا تعداد زیادی از بلورهای کوچک تشکیل میشود (مرحله هسته زایی). اما این رسوبات ناپایدارند و برای ایجاد ذرات بزرگتر و از نظر ترمودینامیکی پایدارتر,تمایل بیشتری به انعقاد و لخته شدن دارند .(فرایند رشد)
هسته زایی
هسته‌ها اولین ذرات از فاز مشخصی از ماده هستند که طی فرآیند (در اینجا فرآیندهای سنتزی) ایجاد می‌شوند. در هسته‌زایی، تعداد کمی از یون‌ها، اتم‌ها یا ملکول‌ها به‌دور یک‌دیگر جمع‌شده و هسته‌ی اولیه را تشکیل می‌دهند. این فرآیند می‌تواند از محیط گازی یا محیط محلول صورت بگیرد. در صورتی که هسته‌ها بر جایگاه‌های خاصی از سطوح موجود در محیط واکنش ایجاد شوند، فرآیند تحت عنوان هسته‌زایی ناهمگن شناخته میشود. در بسیاری موارد هسته اولیه بر سطح یک ناخالصی (مثل یک ذره غبار و ...) یا سطوح ناصاف ظرف واکنش تشکیل می‌شوند. در رویکرد دیگر، هسته‌زایی به جایگاه خاصی نیاز ندارد و تعداد زیادی از هسته‌های اولیه به‌طور همزمان بر اثر تغییرات فیزیکی شدید (مثلا تغییرات دمایی) به صورت توده‌ای متولد می‌شوند. به‌این فرآیند هسته زایی همگن گفته میشود. هسته زایی ناهمگن فرآیند محتمل تری است چرا که به‌انرژی پایین‌تری در مقایسه با رویکرد همگن نیازمند است. معمولا رسوبگیری از محلول تحت شرایط فوق اشباعیت ((Supersaturation بالا صورت می‌پذیرد. به عبارت دیگر می‌توان گفت که فاز مایع بر اثر پیشرفت یک واکنش خاص از محصول کم محلول اشباع میشود. از این نقطه به بعد، محصول ایجاد شده از فاز محلول مستقیما به فاز جامد وارد میشود (رسوب می‌کند). در اصل می‌توان گفت که این فوق‌اشباعیت است که فرآیند هسته‌زایی را کلید می‌زند.
رشد
فرآیند رشد از هسته‌زایی هم پیچیده‌تر است. فرآیند رشد با افزوده شدن واحدهای ساختاری بلور به یک‌دیگر (گاه اجزای ساختاری پلیمر و ...) و قرارگیری آن‌ها در جایگاه مناسب با جهت‌گیری درست اتفاق می‌افتد. از آن‌جا که در بسیاری موارد رشد بلور به‌سرعت پیش می‌رود، جهت‌گیری‌ها به درستی صورت نگرفته و بلور دارای نقص‌هایی همچون نقص جابجایی میشود.
فرایند استوالد
در فرایند استوالد ذرات کوچک تر بر روی ذرات بزرگ تر (ایجاد شده در فرایند رشد)رسوب می کنند. زمانی که محلول کلوئیدی مدت زمانی باقی می‌ماند، به مرور ذرات کوچکتر حذف شده و ذرات باقی مانده بزرگ می‌شوند. این فرآیند تحت عنوان عمل‌آوری استوالد شناخته میشود. در اصل این ذرات کوچکترهستند که قربانی می‌شوند تا در مقدار محدودی از ماده ذرات بزرگتر قابلیت رشد را داشته باشند. اساس فرآیند هضم رسوب نیز فرآیند عمل‌آوری استوالد است.
حلالیت ذرات با کاهش اندازه ی آن ها افزایش می یابد.
رشد پایانی و تشکیل نانو ذرات پایدار
اگرذرات بدون پایدار کننده در محلول رها شوند ,عملآ لخته خواهند شد.اما در بیشتر تحقیقات نانو ذرات به صورت محلول کلوئیدی و یا محصول پودری شکل جدا می شود .باید توجه داشت کرد که اگرچه لخته شدن در مرحله ای از مراحل ساخت نانو مواد می تواند انجام شود,اما لخته شدن در طی رسوبگیری دارای اهمیت بیشتری است.
روش های پایدار سازی نانو ذرات
1.مانع فضایی
2.مانع الکتروستاتیک
3.پایداری الکترو فضایی
4.پایداری توسط حلال
