سنتز نانو سیلیکا به روش رسوب گذاری با کاربرد عوامل فعال کننده‌ی سطحی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی، مهندسی مواد.

2 استادیار دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی، دانشکدهی مکانیک، گروه مهندسی مواد

چکیده

نانو ذرات به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردی که از خود بروز می‌دهند، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته‌اند. سیلیکای رسوبی تاثیر قابل ملاحظه‌ای در تقویت ویژگی های استحکامی لاستیک دارد؛ هم‌چنین، به عنوان پرکننده در بتن بکار می‌رود. البته، موارد کاربرد سیلیکا در صنعت بسیار گسترده است. در این پژوهش، از سیلیکات سدیم، اسید سولفوریک، آب مقطر و هم‌چنین، سدیم دودسیل سولفات و پلی وینیل پیرولیدون به عنوان سرفکتانت استفاده شده است. اثر غلظت اجزای محلول و هم‌چنین، اثر افزودن سرفکتانت بر اندازه، شکل و توزیع اندازه‌ی ذرات بررسی شد و فراسنج‌های بهینه بدست آمد. طبیعت این ذرات به وسیله‌ی پراش پرتو ایکس و ریخت-شناسی و اندازه‌ی ذرات به وسیله‌ی میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری مورد مطالعه جامع قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهند که افزایش غلظت سیلیکات سدیم با کاهش اندازه‌ی ذرات همراه است. هم-چنین، با افزودن سدیم دودسیل سولفات و پلی وینیل پیرولیدون به عنوان سرفکتانت می‌توان به اندازه‌ی ذرات در حد 15 نانو متر دست یافت.
 

کلیدواژه‌ها


1 - B. Wan J.O., C. H. Kim., G. H. Tae., andJ.B. Park., Characteristics of cement mortar
with nano-SiO2 particles, , Construction andBuilding Materials, Vol. 21 ( 2007), 1351-
1355 .
2- S. Zhou., L. Wu., J. Sun., and W. Shen.,The change of the properties of acrylicbased
polyurethane via addition ofnanosilica. Prog. Org. Coat., Vol. 45(2002),
33-42.
3- Kirk-Othmer., Encyclopedia of ChemicalTechnology. 21(1978), 350-450.
4- A. L. Peter., Pigment handbook. WileyInterscience,(1988), 200-240.
5- T. Jesionowski., Characterization ofsilicas precipitated from solution of sodium
metasilicate and hydrochloric acid inemulsion medium. Polym. Technol.,
Vol.127 (2002), 56-65.
6- G.H. Bogush., M.A. Tracy., and C.F.Zukoski., Preparation of monodisperse silica
particles: Control of size and mass fraction,Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 104
(1988) 95–106.
7- G.H. Bogush., and C.F. Zukoski., Studiesof the Kinetics of Precipitation of Uniform
Silica Particles through the Hydrolysis andCondensation of Silicon Alkoxides J.Colloid Interface Sci., Vol.142 (1991)1–18.
8- G.H. Bogush., and C.F. Zukoski.,Uniform Silica Particle Precipitation: An
Aggregative Growth Model, J. ColloidInterface Sci., Vol.142 (1991) 19–34.
9- F. J. Arriagada., and K. Osseo-Asare.,Synthesis of Nanometer-Sized Silica by
Controlled Hydrolysis in Reverse MicellarSystems,The Colloid Chemistry of Silica,
(1994) 113–128.
10- K.F. Osseo-Asare., Effect of electrolyteadditives on sol-precipitated nano silica
particles, J. Colloids and Surfaces 50 (1990)321–339.
11- H. Yamauchi., T. Ishikawa., and S.Kondo., Surface characterization of
ultramicro spherical particles of silicaprepared by w/o microemulsion method, j.
Colloids and Surfaces 37 (1987) 71–80.
12- H. Giesche., Synthesis ofMonodispersed Silica Powders II.
Controlled Growth Reaction and ContinuousProcess, European Ceramic
Society, Vol.14 (1994) 205-214.
13- X. Yan., S. Han., W. Hou., X. Yu., C.Zeng., X. Zhao., and H. Che., Synthesis of
highly ordered mesoporous silica usingcationic trimeric surfactant as structuredirecting
agent, Colloids and Surfaces A :Physicochem. Eng. Aspects, Vol. 303
(2007) 219–225.
14- M.M. Hessien., M.M. Rashad., R.R.Zaky., E.A. Abdel-Aal., K.A. El-Barawy.,
Controlling the synthesis conditions forsilica nanosphere from semi-burned rice
straw, Materials Science and Engineering B,Vol. 162 (2009) 14–21
15- X. Ma., N. H. Lee., H. J. Oh., J. W.Kim., C. Rhee., K. S. Park., and S. Kim.,
Surface modification and characterization ofhighly dispersed silica Nano particles by a
cationic surfactant, Colloids and Surfaces A:Physicochem. Eng. Aspects, Vol. 358,
(2010) 172–176.
16- T. H. Liou., Preparation andcharacterization of nano-structured silica
from rice husk, Materials Science andEngineering A, Vol. 364 (2004) 313–323
17- W. Wang., B. Gu., and L. Liang., Effectof anionic surfactants on synthesis and selfassembly
of silica colloidal nano particles,Colloid and Interface Science Vol.313
(2007),169–173.
18- J. Zhang., M. Liu., A. Zhang., K. Lin.,C. Song., and X. Guo., Facile synthesis of
mesoporous silica nanoparticles withcontrolled morphologie using water–acetone
media, Solid State sciences, Vol.12 (2010),267–273. 
19- L. R. Dai., T. W. Wang., L.T. Bu., andG. Chen., Mixed surfactant templating route
for mesoporous silica, Colloids and SurfacesA: Physicochemical and Engineering
Aspects, Vol.181 (2001), 151–157.
20- U. Kalapathy., A. Proctor., and J.Shultz., A simple method for production of
pure silica from rice hull ash, BioresourceTechnology, Vol. 73 (2000) 257-262.
21- V.P. Della., I. Kuhn., and D. Hotza.,Rice husk ash as an alternate source for
active silica production, Materials Letters,Vol. 57 (2002) 818–821.