بررسی تأثیر محیط‌های گازی هیدروکربنی بر کندگی پالادیم در پلاسمای القایی لیزری (علیرضا موسی‌خانی، پرویز پروین ،*، شیرین غلام)

دوفصلنامه فیزیک اتمی و مولکولی

مقاله 5، دوره 7، شماره 26، خرداد 1395، صفحه 25-33   

نوع مقاله: پژوهشی

چکیده

در این مقاله اثر هر یک از هیدروکربن‌های گازی متان، اتان، پروپان و بوتان بر کندگی فلز هدف پالادیم در پلاسمای القایی لیزری مورد بررسی قرار گرفته است. رفتار مولکول‌های هیدروکربنی به عنوان گاز زمینه به سادگی رفتار محیط‌های خنثی‌ شامل گازهای نیتروژن و آرگون نیست. پیوندهای شیمیایی مولکول‌های هیدروکربنی در طی واکنش‌های کاتالیستی درون پلاسمای القایی لیزری تشکیل شده بر روی فلز پالادیم، شکسته می‌شوند. در واقع مولکول‌های هیدروکربنی بر روی سطح نانو کاتالیست‌های تولید شده طی فرآیندهای گندگی لیزری پالادیم، جذب سطحی شده و شکسته می‌شوند. در مرحله بازترکیب و طی واکنش‌های گرمازا، پیوندهای شیمیایی جدید همراه با آزاد شدن انرژی تشکیل می‌گردند که منجر به پدید آمدن هیدروکربن‌های جدید می‌شوند. در اینجا، نرخ کندگی فلز پالادیم به طور عمده به چهار پارامتر بستگی دارد. ضریب نفوذ گرمایی (α) و دانسیته گازی (ρ) گاز زمینه، میزان تولید واکنش‌های گرمازا در خلال بازترکیب پیوندها و رادیکال‌های آزاد و همچنین نرخ تولید دوده حاصل از شکست هیدروکربن‌ها، پارامترهایی هستند که به صورت رقابتی بر روی نرخ کندگی پالادیم تأثیر می‌گذارند. نتایج نشان می‌دهد که نرخ کندگی، دما و دانسیته پلاسما در حضور هیدروکربن متان به دلیل نرخ کمتر تولید دوده و همچنین آزاد شدن انرژی ناشی از تشکیل واکنش‌های گرمازا، دارای بیشترین مقدار است.