سنتز سیلیکا آیروژل از پوسته برنج به روش خشک کردن محیطی

نانومواد

دوره 14، شماره 49، اردیبهشت 1401، صفحه 1-7   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

محمد احمدی دریاکناری^{* 1}؛ احمد احمدی دریاکناری²؛ مصطفی مصطفی حاجیان حیدری³

¹دانشکده مهندسی شیمی و مواد، دانشگاه صنعتی شاهرود، ایران

²گروه نانو فناوری دانشکده فنی، دانشگاه گیلان، ایران

³سنتز سیلیکا آیروژل از پوسته برنج به روش خشک کردن محیطی

چکیده

منبع عمده اکسید سیلیکون برای تولید آیروژل‌ها معمولا تترا اتوکسی سیلان، تترا متوکسی سیلان و یا سیلیکات سدیم هست. البته می‌توان از خاکستر پوسته برنج به عنوان منبع اکسید سیلیکون استفاده کرد. پوسته برنج منبع بسیار عالی، با درجه بالایی سیلیس بی‌شکل می‌باشد. اهمیت بی‌شکل بودن سیلیکای بدست آمده در این است که سیلیکای بی‌شکل، فعال است و می‌توان از آن سیلیکا آیروژل بدست آورد. برای سنتز سیلیکا آیروژل ابتدا پوسته‌های برنج با اسید سولفوریک شسته می‌شود و بعد در هوا خشک می‌شود. سپس پوسته‌ها به مدت 7 ساعت در دمای °C 700 سوزانده می‌شود. با آنالیز XRF مشخص شد که این خاکستر پوسته برنج دارای بیش از 98 درصد سیلیکا است. همچنین با XRD  مشخص شد که ساختار سیلیکایی که به روش خشک کردن محیطی آیروژل سنتز می‌شود آمورف است با استفاده از چگالی ظاهری و چگالی ساختاری سیلیکا که بوسیله پیکنومتر گازی بدست آمد، مشخص شد که این سیلیکا آیروژل دارای بیش از 90 درصد تخلخل است. با تحلیل  آنالیز SEM و BET مورفولوژی حفره‌ها بدست آمد و مشخص شد که اندازه متوسط حفره‌ها 37 نانومتر می‌باشد و دارای سطح ویژه m²/g 98/325 می‌باشد. همچنین ضریب هدایت حرارتی آن با استفاده از آنالیز K₂Pro مشخص شد که حدود W/m.K 03/0 هست. این ضریب هدایت حرارتی بسیار پایین هست و بنابراین می‌توان از آن به عنوان عایق حرارتی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

پوسته برنج؛ سیلیکا؛ آیروژل؛ ضریب هدایت حرارتی

مراجع

• Liu, X. Chen, L. Yang, Research on Chemical Intermediates, 42, 2016, 893.
• AS. Costa, C.M. Paranhos, Journal of Cleaner Production, 192, 2018, 688.
• K. Hossain, L. Mathur, Aman Bhardwaj, Pradip Kumar Roy, Applied Ceramic Technology, 16, 2019, 1069.
• Song, H.B. Cho, H.T. Kim, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 61, 2018, 281.
• Dowson, M. Grogan, T. Birks, D. Harrison, S. Craig, Applied Energy, 97, 2012, 396.
• S. Dorcheh, M. Abbasi, Journal of Materials Processing Technology, 1, 2008, 10.
• Du, Y. Jiang, J, Feng, L. Li, J. Feng, Vacuum, 173, 2020, 109117.
• Abbas, H. Khalid, G. Ban, Construction and Building Materials, 195, 2019, 312.
• Jia, T. Du, X. Fang, H. Gong, Z. Qiu, Y. Li, Y. Wang, ACS Omega, 2021, 6, 3961.
• Chun, J. Lee, Sustainability, 12, 2020, 10683.
• Ali, A. Saand, D. Bangwar, A. Buller, Z. Ahmed, Crystals, 11, 2021, 604.
• Shenga, Y. Shu-wena, L. Ben-lan, S. Xiao-donga, G. Danming, Royal Society of Chemistry, 5, 2015, 65818.
• Tang, T. Wang, Journal of Supercritical Fluids, 35, 2005, 9.
• P. Nayaka, J. Bera, Transactions of the Indian Ceramic Society, 68, 2009, 91.
• Bangi, A. Rao, A. Rao, Science and Technology of Advanced Materials, 9, 2008, 035006.
• R. Bakar, R. Yahyaa, S. Gana, Procedia Chemistry, 19, 2016, 189.