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

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مهدیه محمدی ¹ (دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی، مهندسی مواد.)
حمید خرسند ² (استادیار دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی، دانشکدهی مکانیک، گروه مهندسی مواد)

تاریخ دریافت : 1394/10/09 تاریخ پذیرش : 1394/10/09 تاریخ انتشار : 1390/01/01

کلید واژه: سیلیکا, نانو ذرات, رسوب گذاری, سدیم دو دسیل سولفات, پلی وینیل پیرولیدون,

چکیده مقاله :

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.  

منابع و مأخذ:

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.