Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad KermanPour,Mohammad Hassan Abbasi
احمد کرمانپور (استاد راهنما) محمدحسن عباسی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamid Vahid Dastjerdy
حمید وحیددستجردی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Synthesis and Characterization of Al2O3-TiO2 Nanofilters by Sol-Gel
Ceramic nanofilters is nowadays exposed to great attention in different industrial applications.In this work, the combind alumina-titania nanofilters were produced with sol-gel method. Different parameters affecting the of substrate characteristics and nanometer coating were studied. Alumina substrates were produced with slip casting method using different amounts of alumina powder, binder, dispersant and sintering temperature. The effect of slip milling on the quality and size of substrate particles and pores were studied. Taguchi method was used in this study to reduce the number of required experiments. The optimum substrate produced was coated with titania by sol-gel process and dip coating. In this step, the effects of ratio of hydrolyze (water to alkoksid ratio); pH, dip coating time and the number of layers were studied. Characterization of substrate and coating samples was performed by SEM, XRD, XRF, laser particle size analyser and mercury porosimetry. The primary results showed that slip milling before casting resulted in a considerable reduction in the average size of particles and pores of alumina substrate. It was found that the suitable conditions for producing the alumina substrate were 20% powder, 300 ml poly vinyl alcohol binder for 100 gr alumina, slip milling for 30 minutes and sintering temperature at 1500 ? C. Under these conditions a substrate without any crack with the average pore size of 268 nm, 8% surface porosity and 36% open porosity was produced. Also a stable Titania sol was produced with hydrolyze ratio of 30 and pH = 1.9. The best dip coating conditions were recognized as having two steps, with the entering and with drawling velocity of 18 mm/min and the dip coating times of 1 minute for the first stage and 30 seconds for the second one. Under such conditions, a uniform coating without any crack with the average size of 4-7 nm and a thickness of 600 nm on the alumina substrate was prepared. The combined alumina-titania nanofilter can be successfully nead as a proper membrane for industrial application.
امروزه توجه خاصی به استفاده از نانوفیلترهای سرامیکی در کاربردهای مختلف صنعتی مبذول گردیده است. در پژوهش حاضر نانوفیلترهای ترکیبی آلومینا- تیتانیایی به روش سل- ژل تولید و متغیرهای مختلف موثر بر خصوصیات زیرلایه و پوشش نانومتری آن مورد بررسی قرارگرفت. بدین منظور ابتدا زیرلایه آلومینایی به روش ریخته گری دوغابی تحت شرایط مختلف درصد پودرآلومینا، درصد چسب، درصد ماده تعلیق کننده و دمای تف جوشی تهیه گردید. تاثیر عملیات آسیاب کاری دوغاب نیز بر کیفیت و اندازه ذرات و حفرات زیرلایه بررسی شد. در این مرحله به منظور کاهش تعداد آزمایش های لازم از روش طراحی تاگوچی استفاده به عمل آمد. بر این اساس زیرلایه آلومینایی بهینه تهیه شد و پوشش تیتانیا توسط فرایند سل- ژل به روش پوشش دهی غوطه وری روی آن انجام گردید. در این مرحله متغیرهایی نظیر نسبت هیدرولیز(آب به آلکوکسید)،pH ، زمان غوطه وری وتعداد لایه های پوشش دهی مورد بررسی قرارگرفت. مشخصه یابی نمونه های زیرلایه و پوشش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش پرتو ایکس، فلورسانس پرتو ایکس، آنالیز دانه بندی توسط پرتو لیزر و آزمون های تخلخل سنجی جیوه ای و ارشمیدس انجام گرفت. نتایج اولیه نشان داد که عملیات آسیاب کاری دوغاب قبل از ریخته گری موجب کاهش قابل توجه میانگین اندازه ذرات و حفرات در زیرلایه آلومینایی می شود. شرایط مناسب برای تهیه زیرلایه آلومینایی 20% پودر، 300 میلی لیتر چسب پلی وینیل الکل به ازای 100 گرم آلومینا، آسیاب کاری دوغاب به مدت 30 دقیقه و دمای تف جوشی 1500 درجه سانتیگراد بدست آمد. تحت این شرایط زیرلایه ای عاری از ترک با میانگین اندازه خلل وفرج 268 نانومتر، درصد تخلخل سطحی 8% و درصد تخلخل باز 36% تولید گردید.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی