ساخت غشاي سراميكي به كمك فناوري نانو

به گزارش ايرنا ، غشاي سراميكي بيشتر در داروسازي و صنايع غذايي، شيميايي و پتروشيمي، براي جداسازي گازهاي كوچك مانند هيدروژن، نيتروژن و متان به كاربرده مي‌شود.

مشكل اصلي اين دسته ازغشاها، عدم پايداري آن‌ها درحضور رطوبت ودما است، اين مشكل باعث بهم ريختگي ساختار متخلخل ودر نتيجه كاهش عملكرد آن‌ها خواهد شد.

به گفته شيرين خانمحمدي، در اين كاربا افزودن تركيبي مانند ايتريا و درنتيجه تغيير ساختارغشاي سراميكي سيليكايي، تلاش شده تا پايداري حرارتي آن، ضمن حفظ ساختار نانومتخلخل، بهبود يابد، ساختار فيزيكي وشيميايي يك غشا، عاملي تعيين كننده درخواص مهمي نظير نفوذپذيري، گزينش‌پذيري و ايجاد رسوب در آن است.

ايجاد يك ساختار مطلوب با راهكار ساده‌ حذف عيب ونقص‌هاي موجود در سطح غشا و يا كنترل غلظت مواد اوليه و دماي فرايند امكان‌پذير است.

نتايج حاصل شده حاكي از ساخت غشا‌ي سراميكي با تخلخل‌هاي نانومتري و بهبود خواص حرارتي و هيدروترمالي آن است.

حفره‌هاي ايجاد شده داراي ميانگين اندازه 1/9 نانومتري بوده و تا حدود دماي 800 درجه سانتي‌گراد نيز پايداري حرارتي بسيارمناسبي دارند، ضخامت نهايي غشا‌ي سه لايه، 680 نانومتر گزارش شده است.

خانمحمدي درخصوص فرآيند مورد استفاده در توليد اين غشا عنوان كرد: فرآيند سل- ژل متداول‌ترين روش توليد غشاهاي سراميكي است، سادگي روش، تهيه مواد همگن با خلوص و سطح ويژه‌ بالا، قابليت كنترل اندازه‌ تخلخل و ريزساختار از مزيت‌هاي اين روش محسوب مي‌شوند.

وي بيان كرد: در اين طرح نيز غشاي ميكرومتخلخل سه لايه‌اي سيليكا- ايتريا بر روي زيرلايه‌ آلفا-آلومينا و لايه مياني گاما-آلومينا با تكيه بر اين روش ساخته شده است.

وي ادامه داد:جهت انجام كار، زيرلايه آلفا-آلومينايي با روش پرس پودر آلومينا و پخت حرارتي، به صورت قرص‌هايي آماده شد، سل‌هاي كلوئيدي و پليمري به ترتيب براي ايجاد لايه مياني گاما-آلومينا و لايه غشايي سيليكا-ايتريا بر روي زيرلايه با روش غوطه وري نشانده شدند.

خانمحمدي اظهاركرد: در نهايت بعد از عمليات خشك كردن، لايه مياني در 600 درجه‌ سانتي‌گراد و لايه‌ غشايي در 500 درجه، تحت عمليات حرارتي قرار گرفتند.

در اين بررسي‌ها از آزمون‌هاي XRD، FTIR، FESEM، AFM و جذب و واجذب گاز نيتروژن استفاده شده است.

اين تحقيقات از همكاري دكتر احسان طاهري نساج- عضو هيأت علمي دانشگاه تربيت مدرس- و شيرين خانمحمدي- كارشناس ارشد نانومواد از همين دانشگاه- حاصل شده كه نتايج آن در مجله‌ Ceramics International (جلد 40، شماره 7، سال 2014، صفحات 9403 تا 9411) به چاپ رسيده است.

علمي** 9340**1599