Skip to main content
SUPERVISOR
Mahdi Nasiri sarvi,Ahmad Reza Mokhtari
مهدي نصيري سروي (استاد راهنما) احمدرضا مختاري (استاد راهنما)
 
STUDENT
Maryam Veiskarami
مريم ويسکرمي

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 دليل کاربرد هاي وسيع در صنعت و نيز ويژگي هاي منحصربفرد شان از قبيل ساختار ورقه اي، ارزان بودن، در دسترس بودن، امکان تغيير فواصل بين صفحات و شيمي سطح و ظرفيت تبادل يوني بالا اهميت بسياري دارند. نانورس به رس خالص شده از ناخالصي هاي معدني همراه اطلاق مي شود که اندازه ذرات آن نيز کوچک تر از مقدار معيني (معمولاً 2 ميکرون) باشد و با توجه به کاربرد مورد نظر آن يک بعد آن در مقياس نانو باشد. از اين رو در اين تحقيق، يک روش ترکيبي نوين جهت توليد نانورس از 3 نهشته بنتونيت مربوط به 3 منطقه مختلف مورد آزمايش قرار گرفت و در نهايت تأثير فرآيند هاي خالص سازي بر روي مشخصات نهايي نانورس توليدي و تأثير آن بر روي اصلاح نانو متري رس بررسي شد. اين روش نوين شامل ترکيب دو روش فيزيکي و شيميايي براي خالص سازي و توليد نانورس است. در نمونه رس هاي استفاده شده دو ناخالصي اصلي، کريستوباليت و کلسيت بود، که براي رسيدن به بالا ترين درجه خلوص مونت موريلونيت با حداقل تغيير در ويژگي هاي آن، با استفاده از روش انحلال شيميايي به ترتيب توسط NaOH و HCl حذف شدند. در مرحله دوم ساير ناخالصي هاي باقي مانده با استفاده از يک جدايش فيزيکي توسط نيرو ي گريز از مرکز جدا شدند. نتايج به دست آمده نشان داد که جدايش تمامي ناخالصي ها توسط تنها روش فيزيکي در اين نمونه هاي معدني تقريباٌ غير ممکن است و نياز به استفاده از انحلال شيميايي ضروري است. بررسي هاي بيشتر حاکي از اين مطلب بود که غلظت و زمان واکنش شيميايي جهت انحلال ناخالصي هاي مذکور داراي اهميت است و افزايش بيش از حد مطلوب اين پارامتر ها باعث تأثير بر ساختار مونت موريلونيت مي شود. بعد از اين مراحل جهت اصلاح فواصل بين صفحات نانورس توليدي از سورفکتانت هگزا دسيل تري متيلن آمونيوم برومايد (HDTMA-Br) استفاده شد. نتايج حاصل از اصلاح نانورس جهت توليد نانورس آلي که در مصارف پيشرفته اي همچون نانوکامپوزيت ها و داروسازي کاربرد دارد حاکي از اين مطلب بود که خالص سازي تأثير مستقيم بر اصلاح آلي نانورس دارد. به اين صورت که در صورت خالص سازي فيزيکي به تنهايي (که در جدا کردن تمامي ناخالصي ها ناتوان است)، رفتار نانورس شبيه بنتونيت خام معدني است. اما بعد از خالص سازي توسط هر دو روش فيزيکي و شيميايي، قرار گيري HDTMA-Br در بين صفحات مونت موريلونيت به صورت منظم است و نانورس اصلاح شده داراي الگوي منظمي از HDTMA-Br در فاصله بين صفحات و ساختارش است. نتايج به دست آمده تا حدي گزارش هاي ارائه شده ي قبلي را با اين چالش روبرو مي کند که خالص سازي نانورس تنها با فرآيند جدايش فيزيکي، مي تواند در بسياري از موارد با چالش هايي همراه باشد، براي رفع اين مسئله استفاده از تکنيک هاي انحلال شيميايي به همراه جدايش فيزيکي در اين زمينه پيشنهاد مي شود. در آخر نيز پارامتر هاي مختلف نانورس توليدي، مورد بررسي قرار گرفت که اين نانورس مي تواند در مصارف پيشرفته نظير نانوکامپوزيت و داروسازي کاربرد داشته باشد .

ارتقاء امنیت وب با وف بومی