Skip to main content
SUPERVISOR
Mahdi Nasiri sarvi,Ahmad Reza Mokhtari
مهدی نصیری سروی (استاد راهنما) احمدرضا مختاری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Maryam Veiskarami
مریم ویسکرمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Producing “Nanoclay” using mineral processing and chemical purification techniques and studying a typical application
Today, nanoclays are important due to the wide applications in the industry and their unique features such as platelet structure, low cost, availability, possibility of surface spacing and surface chemistry changes, high ion exchange capacity. Nanoclay is purfied clay from other minerals which specified particle size distribution (usually less than 2 microns) and at least one of its dimensions would be in the nanometer range. Hence, in this study, a novel two-step method was tested for producing purified nanoclay from three different Bentonite region. The purification processes effect of on the final characteristics of clay and its impact on modified cation with organic molecules was investigated.This new method involves combining of physical and chemical methods for the purification of nanoclay. In these samples there were two main impurities, cristobalite and calcite, that were dissolved using a chemical dissolution method by using NaOH and HCL in order to get the highest purified montmorillonite with least changes in its. In the second step other impurities were separated using a physical sedimentation by using centrifugal force. The results showed that separation of all of the impurities by only physical methods is almost impossible and require using the chemical dissolution of impurities for removing them all is necessary. Further analysis showed that concentration and chemical reaction time are important to dissolve the impurities and excessive increase of these parameters effect montmorillonite structure. After these steps to change the distance between the clay plates the hexa decyl trimethyl ammonium Bromide ( HDTMA-Br)was used. The results showed that the modification step is directly affected by the purification step. This means that in case of the physical purification alone (which is incapable of separating all impurities) the after modification behavior of nonoclay is like raw bentonite. After purification by both physical and chemical methods, arrangement of HDTMA-Br in montmorillonite plates is regular and modified nanoclay has a regular pattern in the distance between the plate and the structure. The results face the presented previous report with this challenge that nanoclay purification only with physical separation may have challenges in many cases. To overcome these challenges using chemical dissolution techniques in addition to physical separation is recommended.
امروزه نانورس ها به دلیل کاربرد های وسیع در صنعت و نیز ویژگی های منحصربفرد شان از قبیل ساختار ورقه ای، ارزان بودن، در دسترس بودن، امکان تغییر فواصل بین صفحات و شیمی سطح و ظرفیت تبادل یونی بالا اهمیت بسیاری دارند. نانورس به رس خالص شده از ناخالصی های معدنی همراه اطلاق می شود که اندازه ذرات آن نیز کوچک تر از مقدار معینی (معمولاً 2 میکرون) باشد و با توجه به کاربرد مورد نظر آن یک بعد آن در مقیاس نانو باشد. از این رو در این تحقیق، یک روش ترکیبی نوین جهت تولید نانورس از 3 نهشته بنتونیت مربوط به 3 منطقه مختلف مورد آزمایش قرار گرفت و در نهایت تأثیر فرآیند های خالص سازی بر روی مشخصات نهایی نانورس تولیدی و تأثیر آن بر روی اصلاح نانو متری رس بررسی شد. این روش نوین شامل ترکیب دو روش فیزیکی و شیمیایی برای خالص سازی و تولید نانورس است. در نمونه رس های استفاده شده دو ناخالصی اصلی، کریستوبالیت و کلسیت بود، که برای رسیدن به بالا ترین درجه خلوص مونت موریلونیت با حداقل تغییر در ویژگی های آن، با استفاده از روش انحلال شیمیایی به ترتیب توسط NaOH و HCl حذف شدند. در مرحله دوم سایر ناخالصی های باقی مانده با استفاده از یک جدایش فیزیکی توسط نیرو ی گریز از مرکز جدا شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که جدایش تمامی ناخالصی ها توسط تنها روش فیزیکی در این نمونه های معدنی تقریباٌ غیر ممکن است و نیاز به استفاده از انحلال شیمیایی ضروری است. بررسی های بیشتر حاکی از این مطلب بود که غلظت و زمان واکنش شیمیایی جهت انحلال ناخالصی های مذکور دارای اهمیت است و افزایش بیش از حد مطلوب این پارامتر ها باعث تأثیر بر ساختار مونت موریلونیت می شود. بعد از این مراحل جهت اصلاح فواصل بین صفحات نانورس تولیدی از سورفکتانت هگزا دسیل تری متیلن آمونیوم بروماید (HDTMA-Br) استفاده شد. نتایج حاصل از اصلاح نانورس جهت تولید نانورس آلی که در مصارف پیشرفته ای همچون نانوکامپوزیت ها و داروسازی کاربرد دارد حاکی از این مطلب بود که خالص سازی تأثیر مستقیم بر اصلاح آلی نانورس دارد. به این صورت که در صورت خالص سازی فیزیکی به تنهایی (که در جدا کردن تمامی ناخالصی ها ناتوان است)، رفتار نانورس شبیه بنتونیت خام معدنی است. اما بعد از خالص سازی توسط هر دو روش فیزیکی و شیمیایی، قرار گیری HDTMA-Br در بین صفحات مونت موریلونیت به صورت منظم است و نانورس اصلاح شده دارای الگوی منظمی از HDTMA-Br در فاصله بین صفحات و ساختارش است. نتایج به دست آمده تا حدی گزارش های ارائه شده ی قبلی را با این چالش روبرو می کند که خالص سازی نانورس تنها با فرآیند جدایش فیزیکی، می تواند در بسیاری از موارد با چالش هایی همراه باشد، برای رفع این مسئله استفاده از تکنیک های انحلال شیمیایی به همراه جدایش فیزیکی در این زمینه پیشنهاد می شود. در آخر نیز پارامتر های مختلف نانورس تولیدی، مورد بررسی قرار گرفت که این نانورس می تواند در مصارف پیشرفته نظیر نانوکامپوزیت و داروسازی کاربرد داشته باشد .

ارتقاء امنیت وب با وف بومی