بهینه سازی عوامل موثر بر اندازه نانو ذرات اکسید قلع به روش تاگوچی

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

راحله معمارزاده ¹ (- دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مرودشت)
سیروس جوادپور ² (دانشگاه شیراز، دانشکده مهندسی، بخش مواد)
فرهاد پناهی ³ (دانشگاه شیراز، دانشکده علوم، بخش شیمی)

تاریخ دریافت : 1394/10/08 تاریخ پذیرش : 1394/10/08 تاریخ انتشار : 1391/01/01

کلید واژه: اکسید قلع, تجزیه حرارتی, تاگوچی, نانوپودر,

چکیده مقاله :

در این مقاله به ساخت و بهینه سازی شرایط تولید نانو ذرات اکسید قلع پرداخته شده است. روش تهیه این نانو پودر، روش تجزیه حرارتی است که در واقع، یک روش سنتز شیمیایی متداول برای ساخت ذرات اکسید فلزی در ابعاد نانو می باشد. عوامل متعددی میتواند بر اندازه ذرات حاصل از این روش و نیز سایر روش ها تأثیر گذار باشند که بررسی همـه آنهـا نیازمنـد صـرف زمان و هزینه بسیار است. از این رو، در جهت صرفه جویی در هزینه و زمان و نیز انجام حـداقل آزمـایشهـا ، مـدل ریاضـی و آماری تاگوچی به منظور بهینه سازی شرایط سنتز نانو پودر معرفی می شود. در این مقاله از سـه عامـل نـسبت مـولی واکـنش دهندهها، زمان و دمای کلسینه شدن به عنوان متغیرهای مدل تاگوچی استفاده شده است . نانو ذرات بدست آمده با استفاده از روش پــــراش اشــــعه XRD) x)، میکروســــکوپ الکترونــــی عبــــوری (TEM) و طیــــف ســــنجی نــــوری (UV-visible spectroscopy) بررسی شده اند. اندازه بلورهای بدست آمده در هر مرحله نیز با اسـتفاده از روش XRD و فرمول دبای شرر اندازه گیری شده است. در پایان آزمایشها سعی شده تا با استفاده از شرایط بهینه بدست آمـده، نـانو ذرات اکسید قلع با کمترین اندازه تشکیل گردد. کمترین اندازه بدست آمده برای این نوع نانوپودر، 2nm می باشد. 

منابع و مأخذ:

1- D.F. Zhang, Sun, L.D. X.Gang, C.H.Yan,“Size-controllable one-dimensinal SnO2

nanocrystals: synthesis, growth”, PhysicalChemistry Chemical Physics, Vol. 8, pp.4874–4880, 2006.

2- J. Jimenez, Arbiol, G. Dezanneau, A.Cornet, J.R. Morante, “Crystalline structure,

defects and gas sensor response to NO2 andH2S of tungsten trioxide nanopowders”,

Sensors and Actuators B, Vol. 93, pp. 475–485, 2003.

3- B. Baruwati, D.K. S.V. Kumar,Manorama,“Hydrothermal synthesis of highly

crystalline ZnO nanoparticles: A competitivesensor for LPG and EtOH”, Sensors andActuators B,Vol. 119, pp. 676-682, 2006.

4- X. Congkang, X. Guoding, L. Yingkai, Z.Xiaolin, W. Guanghou, “Preparation and

characterization of SnO2 nanorods by thermaldecomposition of SnC2O4 precursor”, ScriptaMaterialia, vol. 46, pp. 789–794, 2002.

5- K. Fujita, K. Matsuda, S. Mitsuzawa,Formation of Zinc Oxide by Homogeneous

Precipitation Method”, Bull. Chem. Soc. Jpn.vol. 65, pp. 2270-2271, 1992.

6- K.D. Kim, D.N. Han, J.B. Lee, H.T. Kim,“Formation and characterization of AgdepositedTiO2 nanoparticles by chemical

reduction method”, Scr. Mater. vol. 54,pp.143-146, 2006.

7- W.J. Li, E.W. Shi, Y.Q. Zheng, Z.W. Yin,“Hydrothermal preparation of nanometer ZnO

powders”, J. Mater. Sci. Lett. vol. 20, pp.1381-1383, 2001

8- K.D. Kim, H.T. Kim,” Formation of SilicaNanoparticles by Hydrolysis of TEOS Using a

Mixed Semi-Batch/Batch Method”, J. Sol–GelSci. Technol. Vol. 25, pp. 183-189, 2002

9- K.D. Kim, T.J. Lee, H.T. Kim, “Optimalconditions for synthesis of TiO2 nanoparticles

in semi-batch reactor”, Colloids Surf. A, vol.224, pp. 1-9, 2003

10- J. R. A. Sietsma, J. D. Meeldijk, J. P. denBreejen, M. Versluijs-Helder, A. J. Dillen, P.

E. de Jongh, and K. P. de Jong, ThePreparation of Supported NiO and Co3O4

Nanoparticles by the Nitric Oxide ControlledThermal Decomposition of Nitrates, Angew.Chem. Int. Ed., vol. 46, pp.4547-4549, 2007.

11- P.J. Ross, G. Taguchi, Techniques forQuality Engineering, McGraw-Hill, New

York, 1988.

12- N. Belavendram, Quality by Design,Prentice-Hall, New York, 1995.

13- P.J. Ross, Taguchi Techniques for QualitEngineering, second ed. McGraw-Hill,Singapore, 1996.

14- Qian Yitai, Hu Yuan, Wang Chengyun,Chen Zuyao, "On the Thermal Stability of Pure

and Doped SnO2 Ultrafine Particles"Nanostrucured Materials 1 347-353, 1992.

15- L´aszl´o K˝or¨osi, Szilvia Papp, VeraMeynen, Pegie Cool, Etienne F. Vansant, ImreD´ek´any, "Preparation and characterizationof SnO2 nanoparticles of enhanced thermalstability: The effect of phosphoric acid

treatment on SnO2·nH2O", Colloids andSurfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 268147-154, 2005.

16- J.A. Toledo-Antonio, R. Gutie´rrez-Baez,P.J. Sebastian and A. Va´ zquez, "Thermal

stability and structural deformation of rutileSnO2 nanoparticles", J. Sol. St. Chem. 174241-248, 2003.

17- Feng Gu, Shu Fen Wang, Meng Kai Lu,Yong Xin Qi, Guang Jun Zhou, Dong Xu, Duo

Yuan, "Synthesis and Luminescence