Skip to main content
SUPERVISOR
Mahdi Nasiri sarvi
مهدي نصيري سروي (استاد راهنما)
 
STUDENT
AMIR ROSTAMI
امير رستمي قرخلو

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
In this study, a surfactant assisted hydrometallurgical procedure was proposed for preparation of hierarchically mesoporous nanoparticles of titanium dioxide (TiO 2 ) from ilmenite concentrate. A hydrometallurgical procedure was developed in order to prepare titanium solution (Ti-sol) in an alkaline solution of NH 3 or NaOH in assistance of H 2 O 2 as oxidizing agent. Afterwards, the prepared Ti-sol was used as titanium source for preparation of a hierarchically mesoporous structure of TiO 2 in assistance of hexadecyltrimethyl ammonium bromide (HDTMA-Br) as structure directing agent. Different techniques were used to characterize the hierarchically mesoporous TiO 2 structures such as XRD, SEM, and BET. When Ti-sol was prepared in NaOH media mesoporous structure of small mesopores ( 3 nm) were created by hydrolysis of titanium (Na x Ti(O 2 ) y (OH) j ) to the HDTMA micelles through an electrostatic interaction of TiOH + -Br - -HDTMA + . During this reaction small mesoporous clusters of titanium oxide were created and coagulated with the help of micelles to form nanoparticles. Upon calcination two types of pore were created small ( 3 nm) and large ( 15 nm) mesopores. A large mesoporous nanoparticles were formed when Ti-sol was prepared in NH 3 which resulted in lack of strong electrostatic interaction between HDTMA micelles and hydrolyzed titanium ((NH 4 ) 2 TiO 6 ). In this conditions small clusters of hydrolyzed titanium were furthers coagulated by micelles through a weak hydrophilic interaction which resulted in large mesopores upon calcination. This study provides information about preparation of hierarchically mesoporous titanium dioxide with small nanoparticle sizes from naturally available sources with high grade of purity suitable for variety of applications such as photocatalysts and solar cells.
در اين تحقيق از ترکيب دو روش ليچينگ به همراه ترسيب و استفاده از سطح ساز به عنوان عامل کنترل کننده ي ساختار براي توليد نانوذرات مزومتخلخل سلسله مراتبي دي اکسيدتيتانيوم از کنسانتره ايلمنيت استفاده شد که در اين روش محلول پيش ماده تيتانيوم آماده سازي شده از کنسانتره ايلمينيت در محلول هاي قليايي سديم هيدروکسيد و آمونياک به کمک عامل اکسيداسيون آب اکسيژنه و سطح ساز هگزادسيل تري متيل آمونيوم برميد که به عنوان عامل کنترل کننده ي ساختار بود مورد واکنش قرار گرفت. تکنيک هاي مختلفي چون XRD, SEM وBET براي شناسايي و آناليز مشخصات استفاده شد که بر اساس اين نتايج محلول Ti-sol استفاده شده در محيط قليايي NaOHداراي ساختار مزومتخلخل با حفرات کمتر از 3 نانومتر بوده و اين به خاطر هيدروليز (Na x Ti(O 2 ) y (OH) j ) بر روي مايسل هاي تشکيل يافته از سطح ساز HDTMA است در حالي که مي تواند يک نيروي جاذبه الکترواستاتيک قوي بين ذرات به شکل TiOH + -Br - -HDTMA + برقرار باشد و در طول واکنش خوشه هاي کوچکي از اکسيدتيتانيوم به صورت نانوذرات بر روي مايسل ها تشکيل يابد و بعد از کلسيناسيون دو نوع حفره با اندازه هاي کوچکتر از 3 نانومتر و بزرگتر از 15 نانومتر ايجاد شود و اين درحالي است که Ti-sol ايجاد شده در محيط قليايي محلول آمونياک موجب برهم کنش الکتراستاتيکي ضعيفي بين مايسل هاي HDTMA و تيتانيوم هيدروليزشده در آن به صورت ((NH 4 ) 2 TiO 6 ) است،که در اين وضعيت خوشه هاي کوچکي از تيتانيوم هيدروليز شده به وسيله نيروي ضعيف آب دوستي ايجاد مي شوند که موجب توليد ساختارهاي بزرگتري از مزوتخلخل ها مي شوند. اين تحقيق اطلاعاتي را درباره آماده سازي مزومتخلخل سلسله مراتبي دي اکسيدتيتانيوم با اندازه نانوذره از از منبع طبيعي آن با درجه خلوص بالا را مورد بررسي قرار داد که مي تواند براي کاربردهايي چون فتوکاتاليست ها و سلول هاي خورشيدي مناسب باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی