پایان نامه ارشد : نانو کاتالیستهای پایه سرامیکی (پایه کوردیریتی)

 دانلود متن کامل پایان نامه نانو کاتالیستهای پایه سرامیکی (پایه کوردیریتی)

دانشگاه آزاد اسلامی اراک

پایان نامه ای برای دریافت درجه کارشناسی

رشته مهندسی  شیمی

موضوع:

نانو کاتالیستهای پایه سرامیکی (پایه کوردیریتی)

استاد راهنما:

جناب آقای حسین مظاهری

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

فصل اول.. 1

تاریخچه نانوکاتالیست ها 2

نانو کاتالیست چیست؟. 3

کاربردهای نانوکاتالیست‌ها 5

کاربردهای نانوکاتالیست‌ها در کاهش CO2 هوا 5

کاربردهای نانوکاتالیست‌ها جلوگیری از انتشار بخارات سمی جیوه 5

کاربرد نانوکاتالیست‌ها در تصفیه آب.. 6

بخش اول: انواع واکنش‏های شیمیایی.. 6

1- واکنش ترکیبی: 7

الف) واکنش بین یک نافلز با اکسیژن. 7

ب) واکنش بین یک فلز با اکسیژن. 8

ج) واکنش‏های خنثی شدن. 8

1- واکنش بین یک اکسید فلزی و یک اکسید نافلزی: 8

2- واکنش بین آمونیاک و یک هالید هیدروژن: 8

د) واکنش‏های پلیمری.. 9

ه) واکنش‌های فوتوسنتز. 9

2- واکنش سوختن: 9

3- واکنش تجزیه. 10

1- آب‌کافت (هیدرولیز) 10

2- رق‌‌کافت (الکترولیز) 10

3- با کمک گرما 10

4- واکنش جابه‌جایی یگانه : 11

5- واکنش جابه‌جایی دوگانه: 11

شرکت در آزمون. 12

فصل دوم. 13

مقدمه. 14

انواع نانوکاتالیست.. 16

نانوکاتالیست با رفتار همگن.. 17

کاهش شیمیایی.. 18

نانوکاتالیست با رفتار ناهمگن.. 18

3- ویژگی های نانوکاتالیست.. 18

4- روش های استفاده از نانوکاتالیست فلزی.. 22

فصل سوم. 27

چکیده 28

مقدمه. 29

به هم فشردگی پودر. 30

پرس تک محوره 32

پرس ایزواستاتیک سرد. 33

پرس کلوییدی.. 33

ترکیب شدن اسمزی.. 33

زینترینگ… 33

افزودنی های زینترینگ… 34

پرس گرم و فورجینگ همراه با زینترینگ… 35

زینترینگ پلاسما- جرقه ای.. 36

زینترینگ استحاله ای.. 36

زینترینگ دو مرحله ای.. 36

زینترینگ دو مرحله ای نانو سرامیک ایتریا 37

زینترینگ ایتریا 38

زینترینگ معمولی.. 38

ایتریای با دانه های نانویی.. 41

کینتیک زینترینگ ساختار ثابت.. 43

فصل چهارم. 49

نانو سرامیک… 50

نانوسرامیک چیست ؟. 50

نانوسرامیک‌ها 51

کاربردها 52

فصل پنجم. 53

مقدمه. 55

روش تولید کاتالیست های سرامیکی.. 57

2-1- روش شکل دادن. 58

2-1-1- یکپارچه های با سطح ویژه کم (جهت کاتالیست های نوع I و II جدول 1 ) 58

2-1-2- یکپارچه ها با سطح ویژه زیاد (جهت کاتالیست های نوع IVجدول 1) 60

2-1-3- یکپارچه مخلوط(جهت کاتالیست های نوع III جدول 1) 61

2-21 پوشش و پوشش دهی.. 61

2-3- کاتالیست های سه کاره (TWC) 63

2-3-1 روش کارTWC. 63

2-3-2- روش های پوشش دهی ……. 65

2-3-3- پوشش های دوغابی.. 65

2-3-3-1- ساخن درجا پوشش روی یکپارچه. 66

یکپارچه های فلزی.. 67

3-1- پایه های فلزی و پوشش های آنها 67

خواص مربوط به فرآیند تولید: فابلیت ورقه شدن و جوش پذیری.. 67

نتیجه گیری.. 70

منابع. 71

تاریخچه نانوکاتالیست ها

نانوذرات طلای قابل حل، از حدود دو هزار سال پیش پدیدار شدند و به عنوان پیگمان ها در مصارف درمانی و تزیینی بکار می رفتند و از لحاظ مصرف خود ماده، در ساخت لاستیک شیشه ای (rubby glass) و برای رنگ آمیزی سرامیک ها از زمان های قدیم شناخته شده بودند.  نانو ذرات سنتز شده ی مدرن اغلب از روش 150 سال پیش فارادی الهام گرفته شده اند، کسی که تشکیل محلول های قرمز نانوذرات طلا را با استفاده از کاهش  (tetrachloro aurak)  با استفاده از  فسفروس به عنوان عامل کاهنده اثبات کرد. این روش دوباره در سال 1994 توسط گروه schiffrin به طور وسیع تر بکار گرفته شد.

روش اولیه ی مرسوم دیگر  در سنتز نانوذرات استفاده از تجزیه ی حرارتی مواد فلزی مثل کربونیل های فلزی(Fe,Co,Ni,Ru,Rh,Ir) در حضور پلیمرهای پایدار کننده است. این متد تنها روش برای اهداف کاتالیستی نبود، چراکه در سال های 1996 Hess, Parker, Thomas نیز از خواص فرومغناطیس و استفاده از تجزیه ی حرارتی دی کبالتو کربونیل به عنوان یک روش چند کاره گزارش کردند.  کمپلکس های فلزی صفر ظرفیتی دیگری همچون   و   (N=Pd,Pt)در سال 1970 توسط Takahashi  گزارش شده بودند و سپس در سال 1992 گروه Gallezot  نانوذرات کاتالیستی را تولید کرد که با  H2یا Co  واکنش می دهند. تکنیک تبخیر فلز (metal vapor) برای تولید نانو ذرات فلزی به طور تئوری و نه عملی یکی  از  روش های ایده آلی بود که در سال 1927 توسط Schalinkhoff, Roginski منتشر شد و بعداً با کار گروه Ozin, Timms, Green به روشی مرسوم تبدیل شد. وسایل سنتز فیزیکی همچون الکتروشیمی، با کارهای Reetz ارتقا یافت و در سال های 1980 برای سنتز نانوذرات فلزهای واسطه که برای کاتالیز استفاده می شوند گسترش یافت. با توجه به این که کاتالیز نانو ذرات مستقیماً با سطح آنها در رابطه است، Oswald در سال 1907 تمرکز خود را بر روی افزایش سطح نانو ذرات معطوف کرد. گام مؤثر اولیه در زمینه ی سنتز و کاتالیز با نانو ذرات فلزهای واسطه در کتابی به نام کلوییدها و خوشه ها توسط John Bradly ، برداشته شد.

مطالعات کاتالیستی با استفاده از کاتالیست های نانو ذرات فلزهای واسطه در نیمه ی دوم قرن بیستم با یک سری واکنش های کوچک اما مهم مثل hudrogenation و hydrosilylation و hydration  سوبستراهای آلی اشباع و واکنش های اکسایش-کاهش شامل  photospliting و photocatalytic hydrogenation  مرسوم شد. بنابراین قدم های مؤثری در کاربرد کاتالیستی نانو ذرات گزارش شد همچون: کاهش نیترو بنزن در سال 1940 توسط Nord ، انتقال اتمH بین بنزن و سیکلوهگزان و انتقال اتم O   بین کربن مونوکسید و کربن دی اکسید با استفاده از نانو ذرات طلا توسط Parravano در سال 1970.مطالعات معروف  Haruta بر روی کاتالیز واکنش اکسیداسیون کربن مونوکسید بوسیله ی اکسیژن با نانو ذرات طلا در دماهای پایین یک تلاش واقعی بود که در نتیجه ی فهم این مطلب بود که نانو ذرات طلای ریز و ساپورت شده با اکسید ، فعال و با سایز نانو هستند.

نانو کاتالیست چیست؟

بخش اعظم انرژی تولید شده در جهان به هدر می رود. لامپ‌های معمولی علاوه بر نور، گرما نیز تولید می‌کنندکه جز اتلاف انرژی چیزی نیست. انجام و دوام برخی فرآیندها، بیش از اندازه‌ی لازم انرژی می‌گیرند. مثلاً برای تولید گازوییل، باید به نفت گرما داد تا واکنش‌های مربوطه اتفاق بیفتد. یافتن روش‌هایی برای صرفه‌جویی انرژی در این فرآیندها، نقش مهمی در کاهش مصرف انرژی دارد. استفاده از نانوفناوری در تولید مواد شیمیایی، یکی از این روش‌ها می‌باشد. استفاده از کاتالیزورها، در گذشته نیز برای انجام واکنش‌های شیمیایی رواج داشته است. با استفاده از نانو فناوری می‌توانیم کاتالیزورهای کارآمدتری تولید، و بیش از پیش در مصرف انرژی صرفه‌جویی نماییم.

کاتالیزوها موادی هستند که چنانچه به یک مخلوط واکنش افزوده شوند، سرعت واکنش را افزایش می‌دهند، بدون این‌که خود در واکنش شیمیایی شرکت نمایند. کاتالیزورها در پایان واکنش دست‌نخورده باقی‌ می‌مانند.

یک نمونه قدیمی از کاتالیزورها، پلاتین است که به طور مثال، از آن در سیستم اگزوز ماشین استفاده می‌شود. پلاتین به واکنش‌هایِ تبدیل گاز سمی مونوکسید کربن و اکسید نیتروژن به دو گاز سمی دی‌اکسید کربن و نیتروژن کمک می‌کند. هر چند کاتالیزورهای قدیمی هنوز هم کارایی دارند، ولی با پیشرفت علم نانو، کاتالیزورهای کارآمدتری در صنایع نفت و گاز ایجاد شده است.

 هر چه سطح کاتالیزورها بزرگ‌تر باشد، کارایی آن‌ها نیز بیشتر است؛ چون در یک زمان با مولکول‌های بیشتری واکنش می‌دهند. تا همین چند سال اخیر، دانشمندان به ابزارهای لازم برای تولید و استفاده از نانوذرات مجهز نبودند؛ اما امروزه پژوهشگران، کاتالیزورهای متشکل از نانوذرات را با شناخت بهتری از چگونگی عملکرد آن‌ها طراحی می‌کنند.

 

کاربردهای نانوکاتالیست‌ها

کاربردهای نانوکاتالیست‌ها در کاهش CO2 هوا

یکی از مشکلات جهان امروز، افزایش میزان دی‌اکسید کربن در هواست. اگر بتوانیم روشی مؤثر و کارآمد در کاهش و پالایش گازهای خروجی دودکش‌ها بیابیم کمک بزرگی به رفع این مشکل کرده‌ایم. در این زمینه، نانوفناوری می‌تواند روش‌های موثر و ارزان‌تری در مقایسه با روش‌های فعلی ارائه نماید.

پوهشگران در پژوهشگاه ملی اوک ریج، نانوکریستالی طراحی کرده‌اند که می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد. وقتی دی‌اکسید کربن روی نانوکریستال تهیه شده از کادمیم، سلنیم و ایندیم می‌نشیند، نانوکریستال یک الکترون به دی‌اکسید کربن می دهد، و این الکترون اضاقی سبب می‌شود، دی‌اکسید کربن با دیگر مولکول‌های موجود در دودکش واکنش دهد، و به گازی با خطر کمتر تبدیل شود.

در واقع؛ این نانوکریستال یک کاتالیزور است. اگر هزینه تولید فیلترهای حاوی این نانو کریستال‌ها کمتر شود، می‌توان آن ها را به صورت فراگیر به کار برد.

کاربردهای نانوکاتالیست‌ها جلوگیری از انتشار بخارات سمی جیوه

از دیگر چالش‌هایی که پژوهشگران امیدوارند بتوانند با نانوکریستال‌ها از پس آن برآیند، بخار جیوه است. نیروگاه‌های برق زغال سنگی، بخار جیوه منتشر می‌کنند. یکی از روش‌های جلوگیری از انتشار آن، استفاده از نانوکریستال‌های اکسید تیتانیوم در زیر تابش پرتو فرابنفش است، که باعث تبدیل بخار جیوه به اکسید جیوه که ماده‌ای جامد است خواهد شد.

تعداد صفحه :۷۲

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- ---

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید