ی مادون قرمز۱۸۸ تبدیل فوریه:
این یک روش ویژه و مطمئن، برای محاسبهی طیف مادون قرمز مربوط به جذب۱۸۹، نشر۱۹۰، نوررسانی۱۹۱ و پراکندگی رامان۱۹۲ سیالات می باشد. طیفسنج FTIR توانایی جمعآوری همزمان دادههای طیفی مربوط به دامنهی طیفی وسیعی را دارد؛ مزیت این طیفسنج نسبت به طیفسنج پاشنده۱۹۳ نیز همین است. طیفسنج پاشنده، دستگاهی است که میزان شدت مربوط به دامنهی محدودی از طولموجها را در بازهای زمانی اندازهگیری میکند. روش FTIR به کار رفته تقریبا تمام طیفسنجهای مادون قرمز پاشنده را مگر زمانیکه نزدیک مادون قرمز باشند، غیر قابل استفاده کرده است و زمینههای جدیدی برای استفاده از طیفسنجی مادون قرمز ارائه میدهد.
۳-۱-۲-۳- روش پراش پرتو ایکس۱۹۴:
۱۹۵(X- Ray Diffraction )XRD از روشهای تحلیلی غیرمخرب میباشد که به کمک آن میتوان اطلاعاتی در مورد ساختار بلوری، ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی مواد و لایههای نازک بدست آورد. این روش بر مبنای بررسی شدت پراکندگی پرتوهای اشعه ایکس در زمان برخورد با یک نمونه است و اطلاعاتی از قبیل زاویهی برخورد و اشعه پراشیده شده، قطبش۱۹۶، طول موج و انرژی فراهم میکند.

۳-۱-۲-۴- میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM)197:
در TEM که روشی میکروسکوپی است.، پرتوهای الکترونی از نمونهای بسیار نازک عبور داده میشوند و در حین عبور از نمونه با آن برخورد میکنند. سپس، تصویری تشکیل میشود که نتیجهی برهمکنش الکترونهای عبوری از نمونه است. میتوان با استفاده از دستگاههای تصویر برداری از قبیل صفحه فلئورسنت، تصویر را بزرگ کرد و برای شناسایی آن از حسگری همچون دوربین CDD استفاده نمود. قدرت تفکیک تصاویر TEMهای بدست آمده نسبت به میکروسکوپهای نوری۱۹۸ به علت وجود الکترونهای دارای طول موج دوبروی کوچکتر۱۹۹، بیشتر است. این ویژگی به کاربران چنین دستگاهی امکان میدهد تا بتوانند کوچکترین جزئیات- حتی جزئیاتی به کوچکی ستونی از اتمها که هزاران مرتبه کوچکتر از کوچکترین مادهی تفکیکپذیر توسط میکروسکوپهای نوری هستند را بررسی نمایند. علت کنتراست تصاویر۲۰۰ TEM در بزرگنماییهای کوچکتر، جذب الکترونها، ضخامت و اجزای سازنده مواد است. در بزرگنماییهای بالاتر، از آنجایی که برهمکنشهای موجی پیچیده در تعدیل و تنظیم شدت تصاویر موثرند، میبایست برای تحلیل تصاویر حاصل از متخصص کمک گرفت. وجود نماهای جایگزین قابل استفاده در TEM امکان بررسی مدولاسیون ترکیب شیمیایی، جهتگیری کریستالها، ساختار الکترونی، تغییر فاز الکترون القایی نمونه و نیز، جذب منظم مبتنی بر تصویربرداری را فراهم میسازد.
۳-۱-۳- بررسی قدرت اسیدی(pH) در طی فرآیند کهنگی۲۰۱ و آزمون پایداری۲۰۲:
از دستگاه الکترونیکی pHسنج۲۰۳ برای اندازهگیری درجهی اسیدی یا بازی بودن۲۰۴ مایع استفاده گردید. این pHسنج شامل یک کاوشگر۲۰۵ اندازهگیری ویژه از جنس الکترود شیشهای است و به یک دستگاه سنجش الکترونی، که میزان pH را اندازهگیری کرده و نشان میدهد، متصل شده است. کاوشگر، بخش مهمی از دستگاه pHسنج به شمار میرود؛ ساختاری میله مانند دارد و معمولا از جنس شیشه است. در قسمت کفی کاوشگر، حبابی۲۰۶ وجود دارد که بخشی تحریکپذیر است و شامل حسگرها میباشد.

۳-۱-۴- پتانسیل زتا:
“پتانسیل زتا”، واژهای علمی است که در این پژوهش جهت اشاره به پتانسیل الکتروجنبشی(پتانسیل الکتروسینتیک)۲۰۷ به کار رفته است. در متون مربوط به کلوئیدها در علم شیمی، معمولا با واژهی یونانی zeta (?)، گرفته شده از ریشهی ?-potential، نشان دادهمیشود. از دیدگاه نظری، پتانسیل زتا همان پتانسیل الکتریکی موجود در بین دو لایه۲۰۸ و در محل لغزش سطوح۲۰۹ متقابل در تجمع مایع و به دور از سطح مشترک۲۱۰ به وجود میآید. به عبارت دیگر، پتانسیل زتا، اختلاف پتانسیل بین ناحیه پراکندگی و لایهی ثابت مایع متصل به ذرات پراکنده، است. علاوه بر این، میزان اختیاری این پتانسیل در زمان جداسازی سطوح کمبار و سطوح پربار را میتوان ۲۵ Mv (مثبت یا منفی) در نظر گرفت.
نکتهی مهم در مورد پتانسیل زتا این است که میزان آن به پایداری پراکندگی کلوئیدها مربوط است. پتانسیل زتا نشاندهندهی میزان دافعهی بین ذرات مجاور، یعنی ذرات (با بارالکتریکی) همنام، در ناحیه پراکندگی است. اگر مولکولها و ذرات به اندازهی کافی کوچک باشند، پتانسیل زتای بالا موجب پایداری آن سیستم میگردد؛ و اگر پتانسیل زتا پایین باشد، نیروی جاذبه۲۱۱ بیشتر از دافعه شده۲۱۲، ذرات از هم پاشیده و لخته به وجود میآید. بنابراین، در پژوهش حاضر، کلوئیدهای دارای پتانسیل زتای بالا (مثبت یا منفی) از نظر الکتریکی پایداراند اما کلوئیدهای دارای پتانسیل زتای پایین تمایل بیشتری به منعقد و لختهشدن دارند. با توجه به این واقعیت که بعضی از گونههای آبکافت۲۱۳ حلشده در ترکیب نانوذرات اکسید روی و پلی سولفات فریک میتوانند به سطح رسوبات آبکافتی بچسبند، در نتیجه، پتانسیل زتا را میتوان به عنوان نوعی آبکافت در ZnOPFS در نظر گرفت.

۳-۱-۵- آزمایشهای مرتبط:
آزمونهای مربوط به فرآیندهای انعقاد و لختهسازی، با استفاده از دستگاه شش پره ای آزمون جار متداول۲۱۴ در بشرهای یک لیتری انجام شد. به این منظور، به فاضلاب آلوده به مواد روغنی یک میدانی نفتی، در بشرهای مختلف، دوزهای متفاوتی از منعقد کننده افزوده شد. ابتدا، پساب های روغنی، همزمان با افزودن منعقدکننده با سرعت چرخشی ۲۰۰ دور در دقیقه به مدت ۲ دقیقه هم زده شدند. در مرحلهی بعدی، پلی آکریل آمید آنیونی۲۱۵ با وزن مولکولی (۱۰-۱۲) ×۱۰۶ به عنوان کمک منعقدکننده به ازای هر لیتر، یک میلی گرم افزوده شد. سپس، به منظور ایجاد موقعیتی برای تشکیل لختهها۲۱۶، میزان هم زدن به ۶۰ دور در دقیقه به مدت ۵ دقیقه کاهش یافت. در آخر، هم زدن مخلوط متوقف و لختهها به مدت ۳۰-۶۰ دقیقه تهنشین شدند. پس از تهنشینی۲۱۷، به منظور بررسی بیشتر، نمونهای از مایع رویی شناور۲۱۸ گرفته شد.

۳-۱-۶- روشهای تحلیلی:
میزان کدورت۲۱۹ با استفاده از دستگاه کدورت سنج۲۲۰ (مدل ۲۱۰۰A) اندازهگیری شد. جهت تجزیه و تحلیل اکسیژن خواهی شیمیایی۲۲۱ و غلظت۲۲۲ SS از روش استاندارد آزمایش های مربوط به پساب های آبی و روغنی، استفاده گردید.

فصل چهار
۴-۱- نتایج و بحث:
۴-۱-۱- ساختار و ریختشناسی(مورفولوژی):
همان طور که ذکر شد، جهت تعیین ساختار ZnO و PFS و مشخص نمودن این که آیا عوامل موثری هستند که بر ساختار و مورفولوژی تاثیر بگذارند یا خیر، از روشهای SEM، XRD، FTIR، و TEM استفاده گردید.

۴-۱-۱-۱- تحلیل طیف FTIR:
شکل(۴-۱) نشاندهندهی طیف FTIR مربوط به سنتز ZnOPFSd (n = 2.0) به ترتیب در pH=2 و pH=3 است. تحلیل و بررسی هر دو طیف FTIR، نشاندهندهی مشخصات پیوندی۲۲۳ در محدوده ی ۳۴۰۰-۳۳۵۰ cm?1 و ۱۶۴۲cm?1 224 است که علت آن میتواند ارتعاش کششی۲۲۵ آنیون هیدروکسید، ارتعاش جذب آب و یا کمپلکسهای مواد منعقدکننده باشد.

شکل(۴-۱). طیف FTIR نمونه ZnOPFS(N=20) در مقادیر pH اولیه متفاوتpH 3.0) (pH 2.0 ,.
پیکهای۲۲۶ ناحیههای۴۹۰cm?1 و۱۱۶۲cm?1 به ترتیب مربوط به مشخصه های۲۲۷ پیوند۲۲۸ Zn-O و پیوند Fe-O هستند. علاوه بر این، پیک های ارتعاش خمشی۲۲۹ مشخصی برای پیوندهای Fe-OH-Zn در ناحیهی ۹۲۰cm?1 و ۶۲۰cm?1 قرار گرفته است. ارتعاش کششی۲۳۰ پیوند Fe-O با پیک جذبی ناشی از ارتعاش خمشی پیوند Fe-OH-Zn، همپوشانی دارد. این همپوشانی نشاندهندهی واکنش یون روی و گونههای هیدرولیز شده ی آن با PFA به منظور تشکیل گونههای پلیمری روی-فریک است. پیک ناحیهی۱۱۲۰cm?1 مربوط به ارتعاش شبکهایکریستال۲۳۱ SO42? و HSO4? در ZnOPFS است. همان طور که در شکل(۴-۱) نشان داده شده است، طیف FTIR در pH=3 نشاندهندهی پیوند پهن۲۳۲ OH و گروههای عاملی است. پیکهای شدیدتر برای (Fe-O) در ۱۱۳۱cm?1 و ۱۱۶۲cm?1 با افزایش pH، مشاهده می شود و بر تقویت قدرت پیوند Fe-O-H و افزایش تعداد پلیمرهای چندحلقهای۲۳۳ و آبکافتی دلالت دارد. با افزایش pH، شمار شدت پیک جذب در ۹۲۰-۱۱۶۲ cm?1 افزایش مییابد. این امر نشاندهندهی افزایش تعداد پیوندهای Fe-OH-Zn و پلیمرهای چندحلقهای در نمونهی ZnOPFS است. به عبارت دیگر، مقدار pH موجب افزایش میزان تجمع و پیوستگی ذرات شده و در نتیجه، تفاوت ساختار منعقدکنندهها میتواند منجر به اختلاف شدت پیک جذب در اعداد موج ZnOPFSd در pH های متفاوت، شود.

۴-۱-۱-۲- الگوهای XRD و تحلیل TEM:
شکل(۴-۲) نشاندهندهی طیفXRD مربوط به پودر ZnOPFSd است. همان گونه که شکل(۴-۲) نشان میدهد، به کمک نرمافزار PCPDFWIN واکنشدهندههای۲۳۴ بسیار کمی قابل تشخیصاند. دلیل چنین حالتی میتواند وجود پیکهای ضعیف یا کم ZnSO4 در ۲۴.۵۲ = ?۲ و ۲۵.۰۶ = ?۲ و نیز Na2SiO3·۹H2O در ۲۳.۱۴= ?۲ و ۳۰.۴۵= ?۲ باشد. چنین پیشنهاد شده است که علت وجود این پیکها ممکن است، تشکیل ترکیبات جدیدی که جزء گروههای موجود نیستند و یا مواد جدیدی که هنوز فرمول استانداری ندارند، باشد.
اغلب پیکهای دارای شدت بالا در ناحیهی ۱۶.۲۰ – ۱۹.۲۲ – ۲۰.۸۰ -۲۵.۹۸ -۲۶.۹۹ – ۳۴.۰۳ = ?۲ روی میدهند و بیانگر آن است که ZnOPFS میبایست ترکیب پلی کریستالی جدیدی از Fe، Zn و دیگر گونههای پلیمری باشد نه مخلوطی ساده از مواد اولیه.

شکل(۴-۲).طیف XRD از نمونه ZnOPFS (n=2.0 و pHاولیه =۲.۰)

همان طور که در شکل(۴-۳) نشان داده شده است، بر اساس بررسی ریختشناسی ZnOPFS مشخص گردید که این ترکیب دارای ساختار شبکهای متراکم۲۳۵ همراه با برخی مواد آبکافتی است که با مواد موجود در PFA متفاوتند، و با افزایش n در یک محدوده، میزان فشرده شدن ساختار شبکهای افزایش مییابد. جهت لخته سازی ذرات کلوییدی و تشکیل پل های تجمعی میان لخته ها، ساختارهای شبکه ای متراکم بسیار مطلوب تر از ساختارهای شاخه دار می باشند. با توجه به نتایج فوقالذکر چنین میتوان گفت که ساختار ZnOPFS بشدت تحت تاثیر مقدار n، که موجب تشکیل آبکافتهای متفاوت و به همان نسبت تشکیل گونههای پلیمری میشود، قرار دارد. با این حال، اگر n>2.5 باشد، نمونههای مایع ZnOPFS برای تهنشین شدن به دورهی کهنگی کوتاهی نیاز خواهند داشت. به طور کلی، نتایج حاصل از بررسی نمونههای ZnOPFS به کمک روشهای FTIR، XRD و TEM نشان داد که pH و مقدار n تاثیر زیادی بر ساختار و مورفولوژی نمونهها دارند و از این رو، جهت تهیهی ZnOPFS و بررسی عملکرد انعقادی آن میبایست به این عوامل توجه داشت.

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید