سنتز نانو سیلیسیوم دی اکسید

*فروش نانوذرات سنتزی در جلاپردازن پرشیا*

*فروش نانوذرات سنتزی در جلاپردازن پرشیا*

برخی از روش های تولید نانوذرات سیلیسیوم دی اکسید عبارتند از میکرو امولسیون و سنتز شعله و به طور گسترده ای از سل ژل استفاده می شود، در میکرومولسیون معکوس، مولکولهای سورفاکتانت حل شده در حلال های آلی، میسل های کروی را تشکیل می دهند. این روش اخیرا توسط تان و همکاران بررسی شده است[3].

در سنتز نانوذرات سیلیسیوم دی اکسید، نانوذرات می­توانند درون حفره­های کوچک با دقت کنترل شده افزودن سیلیکون آلکوکسیدها و کاتالیزور در پوشش متوسط میسل­های معکوس رشد کنند. مشکلات عمده رویکرد میکرو امولسیون معکوس هزینه بالا و مشکلات در حذف مواد سورفکتانت­ها در محصولات نهایی هستند. با این حال، روش برای پوشش نانوذرات با گروه های تابعی متفاوت برای کاربرد های مختلف با موفقیت اعمال شد[4،5]. نانوذرات سیلیسیوم دی اکسید نیز می تواند از طریق تجزیه شعله با درجه حرارت بالا­ی فلز آلی پیشرو تولید شود. این فرآیند همچنین به عنوان تراکم بخار شیمیایی (CVC) نامیده می شود [6].

در فرآیند CVC معمولی، نانوذرات سیلیسیوم دی اکسید توسط واکنش تترا کلرید سیلیسیوم، تترا کلرید سیلیسیوم با هیدروژن و اکسیژن تولید می شوند [2]. دشواری در کنترل اندازه ذرات، مورفولوژی و ترکیب فاز، ضرر اصلی سنتز شعله است[1]. با این وجود، این روش برجسته ای است که برای تولید تجاری  نانوذرات سیلیسیوم دی اکسید در شکل پودری استفاده شده است.

سنتز نانوسیلیکادر حالت های مختلف مخلوط کردن واکنش دهنده ها

سنتز سیلیسیوم دی اکسید توسط روش­های ساده­ای که در زیر آمده است دنبال شد. دو حالت مختلف مخلوط کردن واکنش دهنده ها یعنی حالت الف و حالت ب دنبال شد.

حالت الف

در حالت الف، 5 میلی لیتر TEOS و 5 میلی لیتر اسید گلیکولیک در یک لیوان آزمایشگاه 250 میلی لیتری قرار داده شد و برای 10 دقیقه اولتراسونیک شد. سپس 1 میلی لیتر آب دو بار تقطیر شده قطره چکانی اضافه شد.

حالت ب

در حالت ب، 5 میلی لیتر TEOS، 5 میلی لیتر اسید گلیکولیک و 1 میلی لیتر آب مقطر دوبار تقطیر شده با هم ترکیب شدند. هر دو مخلوط واکنش دهنده حالت الف و حالت ب، 2 میلی لیتر آمونیاک (25٪ اکسیژن) به صورت قطره چکانی به میزان تغذیه 0.01 میلی لیتر در دقیقه اضافه شدند و به مدت 90 دقیقه تحت عصاره گیری قرار گرفتند. پس از تشکیل محلول کلوئیدی به مدت 3 ساعت با استفاده از دستگاه های سانتریفیوژ، برای ژل شدن و پیرسازی (1 ساعت) مجاز شد. گرمای معمولی به مدت 24 ساعت انجام شد و سپس به مدت 2 ساعت، کالکسیون در دمای 6000 درجه سانتیگراد انجام شد. نمونه پودر به دست آمده ، وزن گیری شده و ذخیره شده در یک پوشش ورودی زیپ جمع آوری شده است.

              عکس 1: فلوچارت یک فرآیند سل ژل معمولی.

معادله 1: واکنش های کلی TEOS که منجر به تشکیل ذرات سیلیسیوم دی اکسید در فرآیند سل-ژل می شود، می تواند به این صورت باشد.

References

[1] K. J. Klabunde, NanoscaleMaterials in Chemistry,Wiley-Interscience, New York, NY, USA,2001.

[2] E. F. Vansant, P. V. D. Voort, and K. C. Vrancken, Characterization and Chemical Modification of the Silica Surface, Elsevier Science, New York, NY, USA, 1995.

[3]Deepika kandpal, suchita kalela, Kulkarni and S.K. Praman, Synthesis and characterization of silica–gold core-shell (SiO2@Au) nanoparticles, Journal of Physics, 2007, 69, 277-283.

[4]Yamini sudhalakshmi, Green Synthesis of Silver Nanoparticles from Cleome Viscosa: Synthesis and Antimicrobial Activity, Proceedings of International conference on Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics IPCBEEE., 2011, 5, 334-337.

[5]Members of Nano careconsortium, Health related aspects of nanomaterials,                      Nanocare, 2009, 1, 1-20.

[6]Dahl A, Gharibi A, Swietlicki E, Gudmundsson A, Bohgard M and Ljungman A.                 Traffic-generated emission of ultrafine particles from pavement-tire interface, Atmospheric Environment, 2006, 40, 1314-1323.

شناسایی پوشش آنتی باکتریال Ni-P-TiO₂

*فروش نانوذرات سنتزی در جلاپردازن پرشیا*

پوشش های الکترولس نیکل فسفری (Ni-P) به علت مقاومت خوردگی بسیار زیاد و مقاومت در برابر سایش آنها در صنایع شیمیایی، مکانیکی و الکترونیکی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته اند [1، 2]. در سال های اخیر، ترکیب ذرات نانو در داخل پوشش های ماتریکس Ni-P به طور قابل توجهی خواص خود را بهبود و ویژگی های کاملا جدیدی را به عملکرد پوشش اضافه می کنند که کاربرد آنها را در صنایع مختلف افزایش می دهد[1]. تا کنون، پوشش نانوکامپوزیت Ni-P-PTFE و Ni-P-TiO₂ با افزودن نانو ذرات PTFE ،  یا TiO2 ،  توسعه یافته است[3-9]. ژائو و لیو [1] نشان دادند که ترکیب نانوذرات PTFE با ماتریکس Ni-P به طور قابل توجهی مقاومت خوردگی پوشش را بهبود می بخشد. بعدها، لیو و ژائو [2] دریافتند که پوشش های نانو کامپوزیت Ni-P-PTFE دارای ویژگی ضد باکتری خوب نسبت به پوشش های Ni-P یا فولاد ضد زنگ است. ال و همکاران [3] پوشش های نانو کامپوزیت Ni-P-TiO₂ را با مقادیر مختلف نانوذرات TiO₂ با روش Electroless تهیه کرد. نواکویچ و همکاران [5] گزارش دادند که با افزودن نانوذرات TiO₂ به پوششهای Ni-P، سختی و مقاومت خوردگی به طور قابل توجهی بهبود یافت. بالاراجو و همکاران [6] نشان داد که ترکیب نانوذرات TiO2 در ماتریس Ni-P هیچ تاثیری بر ساختار و رفتار تبدیل فاز از پوششهای الکترولس Ni-P نداشت. چن و همکاران [9] نشان دادند که میکروسختی پوششهای کامپوزیتی Ni-P-TiO2 به طور قابل توجهی افزایش یافته و مقاومت آن در مقایسه با پوشش های Ni-P نیز بسیار بهبود یافته است. در این مقاله، پوشش های نانو کامپوزیتی Ni-P-TiO2 بر روی فولاد ضد زنگ 316L با استفاده از روش الکترولس پوشش داده شد. نتایج تجربی نشان داد که پوشش Ni-P-TiO2 به ترتیب به ترتیب 75٪ و 70٪ چسبندگی سه گونه باکتریایی (P. fluorescens، Cobetia و Vibrio)، نسبت به پوشش های ضدزنگ و Ni-P کاهش می یابد. انرژی سطح پوشش دهنده ی الکترون Ni-P-TiO2 با افزایش محتوای TiO2 پس از تابش UV به طور معنی داری افزایش می یابد. تعداد باکتری های پایدار با افزایش سطح انرژی ناشی از پوشش های الکترونی کاهش می یابد.

تصویر میکروسکوپ الکترونی پوشش نهایی Ni-P-TiO2

پوشش الکترولس Ni-P-TiO₂

تاثیر انرژی سطح برروی جذب باکتری

Reference

[1] Zhao Q, Liu Y. Electroless Ni-Cu-P-PTFE composite coatings and their

anti-corrosion properties. Surface and Coatings Technology 2005; 200:2510-2514

[2] Liu C, Zhao Q. The CQ Ratio of Surface Energy Components Influences

Adhesion and Removal of Fouling Bacteria. Biofouling, 2011; 27 (3):275–285

[3] Aal AA, Hassan HB and Rahim MAA Nanostructured Ni-P-TiO2 composite

coatings for electrocatalytic oxidation of small organic molecules. Journal of Electroanalytical Chemistry 2008; 619-620:17-25

[4] Agarwala R C and Agarwala V. Electroless Alloy/Composite Coatings: A Review. Sadhana 2003; 28 (3 & 4) 475–493

[5] Novakovic J, Vassiliou P, Samara K, Argyropoulos Th. Electroless Ni-P–TiO2 composite coatings: Their production and properties. Surface and Coatings Technology 2006; 201:895-901

[6] Balaraju JN, Narayanan TSNS, Seshadri SK. Structure and phase transformation behaviour of electroless Nix2013;P composite coatings. Materials Research Bulletin 2006; 41:847-860

[7] Aal AA, Hassan HB. Electrodeposited nanocomposite coatings for fuel cell

application. Journal of Alloys and Compounds 2009; 477:652-656

[8] Shibli SMA, Dilimon VS. Effect of phosphorous content and TiO2 = reinforcement on Ni–P electroless plates for hydrogen evolution reaction International Journal of Hydrogen Energy 2007; 32:1694-1700.

[9] Chen WW, Gao W, He YD. A novel electroless plating of Ni-P-TiO2

nano-composite coatings. Surface and Coatings Technology 2010; 204 2493-2498

تاثیر عملیات حرارتی بر خواص پوشش نانو کامپوزیتی Ni - P – SiO₂

آلیاژ آلومینیوم 7075-T6، که در این تحقیق مورد استفاده قرار می گیرد، دارای خاصیت وزن کم، نسبت استحکام به وزن و هدایت الکتریکی و حرارتی بالا است. این آلیاژ به طور گسترده ای در صنایع، به ویژه در سازه های هواپیما و مخازن تحت فشار استفاده می شود [1]. با این وجود وجود یک اکسید آلومینیوم طبیعی متخلخل بر روی سطح آن را به خوردگی محلی تبدیل می کند [2].

بهبود پوشش سختی و مقاومت در برابر سایش با افزودن ذرات سخت (کاربید بور، کاربید سیلیکون، الماس، اکسید آلومینیوم و غیره) در پوشش ها و درمان گرمائی می تواند بهبود یابد [3-7]. درمان حرارتي عامل مهمي است كه ضخامت، سختي، ساختار و مورفولوژي رسوبات را تحت تأثير قرار مي دهد، بخصوص هنگامي كه با توجه به خواص مقاومت سايش [8]. علاوه بر این، با درمان گرما، مقاومت خوردگی پوشش به علت انتشار میکروارگانیسم ها کاهش می یابد [9]. در این مطالعه، مورفولوژی سطح پوشش کامپوزیتی Ni - P – SiO2 با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل می‌دانی (fesem) بررسی شد. مقدار SiO2 در پوشش با استفاده از آنالیز تفرق انرژی اشعه ایکس (edx)و رفتار خوردگی پوشش با روش‌های طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS)و تکنیک‌های پلاریزاسیون بررسی شد و مقاومت خوردگی Ni - P - SiO2   بعد از عملیات حرارتی کاهش یافت. نتایج نشان داد که در پوشش با ۱۲.۵ گرم در لیتر [SiO2]، سختی پوشش از ۴۵۳ نانومتر به ۹۸۰ VH قبل و بعد از عملیات حرارتی افزایش یافت. علاوه بر این، رفتار سایشی پوشش‌ها قبل و بعد از عملیات حرارتی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

ترکیب شیمیایی بستر آلومینیوم 7075

مقدار سختی پوشش در مقادیر مختلف SiO₂ در دمای 350 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت

نمودار پلاریزاسیون پوشش در محلول 3.5 درصد کلرید سدیم

تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی پوشش

 REFERENCES

1. Ahmed Sarhan, A.D., Zalnezhad, E., and Hamdi, M., Mater. Sci. Eng., A, 2013, vol. 560, p. 377.
2. Paloumpa, I., Yfantis, A., Hoffmann, P., et al., Surf. Coat. Technol., 2004, vols. 180–181, p. 308.
3. Zhu, H., Niu, Y., Lin, Ch., et al., Ceram. Int., 2013, vol. 39, p. 101.
4. Apachitei, I., Duszczyk, J., Katgerman, L., and Overkamp, P.J.B., Scr. Mater., 1998, vol. 38, p. 1347.
5. Grosjean, A., Rezrazi, M., Takadoum, J., and Bercot, P., Surf. Coat. Technol., 2001, vol. 137, p. 92.
6. Balaraju, J.N., Kalavati, K., and Rajam, K.S., Surf. Coat. Technol., 2006, vol. 200, p. 3933.
7. Chen, C.K., Feng, H.M., Lin, H.C., and Hon, M.H., Thin Solid Films, 2002, vol. 416, p. 31.
8. Ashassi-Sorkhabi, H. and Rafizadeh, S.H., Surf. Coat. Technol., 2004, vol. 176, p. 318.
9. Sahoo, P. and Das, S.K., Mater. Des., 2011, vol. 32, p. 1760.
10. Palaniappa, M. and Seshadri, S.K., Alloy Coat., 2008, vol. 265, p. 735.
11. Lari Baghal, S.M., Heydarzadeh Sohi, M., and Amadeh,
A., Surf. Coat. Technol., 2012, vol. 206, p. 4032.
12. Sadreddini, S. and Afshar, A., Appl. Surf. Sci., 2014, vol. 303, p. 125.
13. Novak, M., Vojtěch, D., Novak, P., and Vitů, T., Appl. Surf. Sci., 2011, vol. 257, p. 9982.
14. Liu, Y., Yu, S., Liu, J., et al., Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2011, vol. 21, p. 483.
15. Dong, D., Chen, X.H., Xiao, W.T., et al., Appl. Surf. Sci., 2009, vol. 255, p. 7051.
16. Rabinowicz, E., Friction and Wear of Materials, New York: Wiley, 1995.
17. Balaraju, J.N., Ezhil Selvi, V., and Rajam, K.S., Mater. Chem. Phys., 2010, vol. 120, p. 546.

سنتز نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن (Fe₃O₄)

*فروش نانوذرات سنتزی در جلاپردازن پرشیا*

به تازگی، نانوذرات Fe3O4 بخاطر خواص منحصر به فرد در مقیاس نانو مانند سطح بزرگ، انرژی سطح بالا، سمیت کم، سازگاری خوب، رفتار سوپر پارا مغناطیسی، جذب بالا و الکترونهای انتقال توجه بسیاری از محققان را به دست آورده است.اخیراً توسعه سنسورها، نانوساختار بسیاری از محققان را برای تهیه نانوساختار اکسید فلزی جذب کرده است، زیرا این مواد دارای مزایای متعددی از جمله سطح بزرگ سطح است بنابراین این مواد برای سنسورهای هدفی جذب و واجذب آسان و حساستر دارند.

در ارتباط با کاربردهای زیست پزشکی، نانوذرات Fe3O4 معمولا برای داربستهای مغناطیسی، ژن رسانی، درمان سلولی ، تصویربرداری رزونانس مغناطیسی، برچسب گذاری سلولی ، هیپرترمی و دارو رسانی کاربرد دارند.

محققان چندین روش برای به دست آوردن نانوذرات Fe3O4 از جمله هیدروترمال ، هم رسوبی، سونوشیمیایی، سولو ترمال، میکرومولسیون ، و تابش گاما [24] را توسعه داده¬اند. با این حال، هم رسوبی در روش تهیه نانوذرات Fe3O4 به دلیل زمان واکنش کوتاه، استفاده از آب به عنوان یک حلال، اثربخشی هزینه ، سادگی، بهره وری بالا و فرایند کم دما یک روش رایج  تبدیل شده است]26].

از سوی دیگر، نانوذرات Fe3O4 به علت نسبت حجم زیاد سطح و انرژی بالای سطحی، بسیار تجمع پذیرند. بنابراین، ترکیبی از روش افزودن پرتو التراسونیک در طی فرایند هماهنگ سازی، یک روش جایگزین برای کنترل اندازه و شکل نانوذرات Fe3O4 است.

مورفولوژی Fe3O4 توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی انتقالی  (TEM) مشخص شد. تصویر TEM از Fe3O4 سنتز شده با استفاده از روش تابش التراسونیک کاهش تجمع ذرات Fe3O4  را نشان داد. علاوه بر این، تصاویر TEM ذرات اولیه Fe3O4 تهیه شده توسط روش هم رسوبی به شکل ذرات خوشه ای با اندازه ذرات 9 تا 33 نانومتر را  نشان داد. در همین حال، Fe3O4 سنتز شده با استفاده پرتوالتراسونیک روش تمایل به ساخت ذرات اولیه در حدود 25 تا 37 نانومتر دارد. خواص مغناطیسی که توسط اندازه گیری مغناطیس نمونه ارتعاشی (VSM) مشخص شد که رفتار فوق العاده پارامغناطیس Fe3O4را در دمای اتاق نشان می دهد. برای تعیین متوسط سایز ذرات از پراش پرتو ایکس استفاده می شود.

تصویر میکروسکوپ الکترونی انتقالی از نانوذرات Fe3O4

نمودار پراش پرتوی ایکس ذرات Fe3O4

نمودار خاصیت مغناطیسی نانوذرات Fe3O4

References

1. J P. Cheng, R. Ma, Shi D., F. Liu, X.B. Zhang, J. Ultrason Sonochem. 18 (2011) 1038-1042
2. G. S. Cao, P. Wang, X. Li, Y. Yuewang, G. Wang, J. Li, Bull. Mater. Sci.38 (2015) 163-167
3. S.F. Chin, S.C. Pang, C.H. Tan, J. Mater. Environ. Sci.2 (2011) 299-302
4. N.L.W. Septiani, B. Yuliarto, J. Electrochem Soc.163 (3) (2016) B97 – B106.
5. B. Yuliarto, L. Nulhakim, M.F. Ramadhani, Suyatman, A. Nuruddin, IEEE Sens. J.15 (7) (2015), 4114– 4120.
6. H. Abderrahim, M. Berrebia, A. Hamou, H. Kherief, Y. Zanoun, K. Zenata. J. Environ. Sci.2 (2011) 94-103.
7. S.S. Ibrahim, J. Environ. Sci. 2 (2011) 118-127.
8. N. Bock, A. Riminucci, C. Dionigi, A. Russo, A. Tampieri, E. Landi, V.A. Goranov, M. Marcacci, V. Dediu, J. Acta Biomater. 6 (2010) 786-796 Rahmawati et al., JMES, 2018, 9 (1), pp. 155-160 160
9. Y. Chen, G. Lian, C. Liao, W. Wang, L. Zeng, C. Qian, K. Huang, X. Shuai, Am J Gastroenterol48 (2013) 809-821
10. G. Liu, J. Xie, F. Zhang, Z. Wang, K. Luo, L. Zhu, Q. Quan, G. Niu, S. Lee, H. Ai, X. Chen, J.Small7(2011) 2742-2749
11. S. I. Jenkins, H. H. P. Yiu, M. J. Rosseinsky, D. M. Chari, Molecular and Cellular Therapies2 (2014) 23.
12. O. Veiseh, J. W. Gunn, M. Zhang, J. Adv Drug Deliv Rev. 62 (2010) 284-304
13. C. Li, T. Chen, I. Ocsoy, G. Zhu, E. Yasun, M. You, C. Wu, J. Zheng, E. Song, C. Z. Huang, W. Tan, J.Adv. Funct. Mater. 24 (2014) 1772-1780
14. C. Wilhelm, F. Gazeau, J. Biomaterials.,29 (2008) 3161-3174
15. G.V. Fernandez, O. Whear, A. G. Roca1, S. Hussain, J. Timmis, V. Pateland, K. O’Grady, J. Phys. D: Appl. Phys., 46 (2013) 1-6
16. X.L. Liu, H. M. Fan, J. B. Yi, Y. Yang, E. S. G. Choo, J. M. Xue, D. D. Fan, Ding J., J. Mater. Chem. 22 (2012) 8235-8244
17. C. Chen, Jiang X., Y.V. Kaneti, A.Yu, Powder Technol.236 (2013) 157–163
18. J. Yue, X. Jiang, Y.V. Kaneti, A. Yu, J Colloid Interf Sci367 (2012) 204–212
19. H. Yan, J. Zhang, C.You, Z. Song, B.Yu, Y. Shen, J. Mater Chem Phys. 113 (2009) 46-52
20. F. Chen, S. Xie, J. Zhang, R. Liu, J. Mater Lett. 112 (2013) 177-179
21. S. Wu, A. Sun, F. Zhai, J. Wang, W. Xu, Q. Zhang, A. A. Volinsky, J. Mater Lett. 65 (2011) 1882-1884
22. C. Li, Y. Wei, A. Liivat, Y. Zhu, J. Zhu, J. Mater Lett.107 (2013) 23-26
23. T. Lu, J. Wang, J. Yin, A. Wang, X. Wang, T. Zhang, J. Colsurfa A: Physicochem. Eng. Aspects. 436(2013) 675-683
24. A. Abedini, A. R.Daud, M. A. A.Hamid, N. K. Othman, J. PLoS ONE. 9 (2014) 1-8
25. Y. Mizukoshi, T. Shuto, N. Masahashi, S. Tanabe, J. Ultrason Sonochem. 16 (2009) 525-531
26. Mashuri M., Triwikantoro T., Yahya E., Darminto D., Journal of Materials Science and Engineering A1. 5 (2011) 182-189
27. S. Sunaryono, Taufiq A., Mashuri M., Pratapa S., Zainuri M., Triwikantoro T., Darminto D., J. Materials Science Forum827 (2015) 229-234
28. Y. Dong, Y. Chang, Q. Wang, J. Tong, J. Zhou, Bull. Mater. Sci. 39 (2016) 35-39
29. M. N. Islam, L.V. Phong, J. R. Jeong, C. Kim, J. Thin Solid Films519 (2011) 8277-8279
30. J P. Cheng, R.Ma, D. Shi, F. Liu, X.B.Zhang, J. Ultrason Sonochem. 18 (2011) 1038-1042
31. A. Taufiq , S. Sunaryono, E. G. R. Putra, A. Okazawa, I. Watanabe, N. Kojima, S. Pratapa, D.Darminto, J Supercond Nov Magn. 28 (2015) 2855-2863

32. A. Taufiq, S. Sunaryono, E.G.R. Putra, S. Pratapa, D. Darminto, J. Materials Science Forum. 827(2015) 213-218
33. C. Yang, G. Wang, Z. Lu, J. Sun, J. Zhuang, W. Yang, J. Mater.Chem. 15 (2005) 4252-4257
34. M. R. Jamei, M. R. Khosravi, B. Anvaripour, Asia-Pac. J. Chem. Eng. 8 (2013) 767-774
35. Z. Huang, F. Tang, J. Colloid Interface Sci. 281 (2005) 432-436
36. J. Feng, J. Mao, X.Wen, M. Tu, J Alloy Compd. 509 (2011) 9093-9097
37. N. A. Brusentsov, V. V. Gogosov, T. N. Brusentsova, A.V. Sergeev, N. Y. Jurchenko, A. A. Kuznetsov, Kuznetsov O. A., Shumakov L.I., J Magn Magn Mater225 (2011) 113-117
38. M. Anbarasu, M. Anandan, E. Chinnasamy, V. Gopinath, K. Balamurugan, Spectrochim Acta A135(2015) 536-539