Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Alafchian,S.Mohammad Ghoreshi
علیرضا علافچیان (استاد راهنما) سیدمحمد قریشی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ahmadreza Roghanizad
احمدرضا روغنی زاد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Synthesis and characterization of silica aerogel functionalized with Octadecyltrichlorosilane
Silica aerogels are nanostructured porous solids with an open pore structure, high surface area, high porosity, low bulk density, and low thermal/electrical conductivity, which have drawn great interest in both science and technology. Generally, silica aerogels are prepared via a sol-gel process with a subsequent drying step, in which a drying condition is usually employed to dry wet silica gels. These days Ambient Pressure Drying (APD) is considered as a practical method of drying. In this experiment, silica aerogels were obtained by two step process, using Tetra Ethyl Ortho Silicate (TEOS) as the precursor and Octadecyltrichlorosilane as the silylation agent under ambient pressure drying condition for the first time and four samples of silica aerogel were successfully synthesized and the BET surface area and porosity of the samples were measured. Optimum sample in terms of high Surface area and porosity was selected and fully characterized. FT-IR was used to validate the surface modification and the results confirmed the surface modification of the wet gel by silylating agent. SEM and TEM was conducted to analyze the morphology and structure, which exhibited the porous and dense network structure and mostly spherical particles. TGA was used to analyze the stability of the aerogel toward increasing temperature and its curve indicated that the aerogel mass, was stable up to 400° C. Nitrogen adsorption/desorption isotherm of the aerogel showed a type IV isotherm with a hysteresis loop, which is the characteristic feature of the mesoporous materials. The strong hydrophobic character is also confirmed by contact angle measurement, which provides an average contact angle of 162°. Key words : silica aerogel, surface modification, hydrophobicity, sol-gel, porosity
ایروژل ها موادی پرکاربرد و ارزشمند در صنعت، هستند. این مواد علاوه بر داشتن مساحت سطح بالا، دارای ویژگی های جالب دیگری همچون چگالی بسیار کم، تخلخل بالا و هدایت الکتریکی و حرارتی پایین هستند. ایروژل ها از طریق فرایند سُل- ژِل به همراه یک مرحله خشک کردن ویژه، بدست می آیند. در این پژوهش، چهار نمونه سیلیکا ایروژل از پیش ماده تترا اتیل اُرتو سیلیکات و عامل سیلانی اُکتا دسیل تری کلروسیلان، با به‌کارگیری روش سُل ژِل دو مرحله ای در فشار محیط ، سنتز شدند و نمونه بهینه ازلحاظ تخلخل و سطح ویژه، به‌صورت کامل مشخصه یابی شد. با توجه به نتایج آنالیز FT-IR ، اصلاح سطحی به‌خوبی انجام‌گرفته است و با موفقیت ماده آبگریز شده است. آنالیز وزن سنجی گرمایی، حکایت از پایداری ماده تا دمای حدود 400 درجه سانتی گراد، دارد. باتوجه به تصویرهای میکروسکوپ الکترونی عبوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی، ذرات تشکیل شده، عمدتاً کروی هستند و این ذرات به خوبی رشد کرده اند و شبکه ای چگال و متخلخل از سیلیکا را تشکیل داده اند. نمودار توزیع اندازه منافذ حفرات نمونه نیز نشان از تشکیل ذراتی با پراکندگی زیاد اندازه منافذ حفرات و عمدتاً مزوحفره دارد. نمودار ایزوترم جذب- واجذب نیتروژن نمایانگر ایزوترم نوع IV است، که این نوع ایزوترم از مشخصه های مزوحفرات است. خاصیت آبگریزی توسط آزمون زاویه تماس نیز مورد تأیید قرار گرفت و زاویه داخلی متوسط قطره آب بر روی سیلیکا ایروژل، 162 درجه ثبت شد. کلمات کلیدی: سیلیکا ایروژل، سُل ژِل ، تخلخل، اصلاح سطحی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی