استفاده از امواج مافوق صوت و میکروویو برای سنتز گاما آلومینا به روش احتراقی

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی

2 عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی ارومیه

3 عضو هیات علمی

4 کارشناس ارشد شرکت ملی پالایش و پخش فرآورده های نفتی ایران

چکیده

گاما آلومینا یکی از مواد استراتژیکی است که دارای کاربردهای فراوان در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی به عنوان کاتالیست و پایه‌های کاتالیست است. هدف تحقیق حاضر آن است تا با استفاده از نیترات آلومینیم و سوخت‌های اوره و گلایسن، گاما آلومینا را با روش سنتز احتراقی تهیه نماید. ابتدا ژل در شراط نرمال و در محیط التراسوند تهیه و سپس احتراق در محیط کوره و میکروویو انجام شد. در نهایت پودرهای تهیه شده جهت نیل به فاز گاما در دمای 700 و C 800 کلسینه شدند. روند تغییرات سطح ویژه نیز با اندازه گیری بازدهی جذب عامل رنگزا ارزیابی شد. مشخصات پودرهای تهیه شده با استفاده از تکنیکهای FTIR، XRD و SEM بررسی گردیدند. نتایج آزمایشات نشان داد که انجام احتراق به کمک میکروویو و کلسیناسیون پیش ماده در دمای C 800 می تواند موجب افزایش بازدهی جذب عامل رنگزا شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of ultrasound and microwave techniques for synthesis of gamma alumina by auto-combustion

چکیده [English]

Gamma alumina is one of the strategic materials, extensively used in the petroleum industries as catalysts and catalytic support. The present article was aimed to synthesize gamma alumina from aluminum nitrate by rapid auto-combustion technique in which urea and glycine were employed as fuels. In order to achieve this aim, the sonication and microwave techniques were applied for gel preparation and auto-combustion, respectively. The nano-sized gamma alumina powders were produced after calcination at 700 and 800 °C. The specific surface area of products was evaluated by adsorption of dye. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) were used for characterization of powders. The obtained results indicated that the maximum dye adsorption is obtainable by microwave combustion and calcination at 800 °C.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gamma alumina
  • Auto-Combustion
  • Fuel
  • Sonication
  • Microwave
  1. Banerjee S., Gautam R.K., Jaiswal A., Chattopadhyaya M.Ch., Sharma Y.Ch., Rapid Scavenging of Methylene Blue Dye from a Liquid Phase by Adsorption on Alumina Nanoparticles, The royal Society of Chemistry, Vol. 5, 2015, pp 14425–14440.
  2. Bustanafruz F., Tafreshi M.J., Fazli M., Specific Surface Area Increment of Alumina Nanoparticles, Nanostructures, Vol. 2, 2012, pp 27-33.
  3. Bustanafruz F., Tafreshi M.J., Synthesis of γ-Al₂O₃ Nano Particles by Different Combustion Modes Using Ammonium Carbonate, Indian Journal of Pure and Applied Physics, Vol. 52, 2014, pp 378-385.
  4. Ramesh G., Mangalaraja R.V., Ananthakumar S., Manohar P., Influence of Fuel in the Microwave Assisted Combustion Synthesis of Nano α-Alumina Powder, Academic Journals, Vol. 8, 2013, pp 1729-1737.
  5. Toniolo J.C., Lima M.D., Takimi A.S., Bergmann C.P., Synthesis of Alumina Powders by the Glycine–nitrate Combustion Process, Materials Research Bulletin, Vol. 40, 2005, pp 561–571.
  6. Aruna S.T., Mukasyan A.S., Combustion Synthesis and Nanomaterials, Current Opinion in Solid State and Materials Science, Vol. 12, 2008, pp 44-50.
  7. Edrissi M., Norouzbeigi R., Synthesis and Characterization of Alumina Nanopowders by Combustion of Nitrate-amino Acid Gels, Materials Science-Poland, Vol. 4, 2007, pp 1029-1040.
  8. Taleghania M., Riahi-Noori N., Synthesis of Alumina Nano Powder by a Gel Combustion Method, Ceramic Processing Research, Vol. 1, 2013, pp 17-21.
  9. Alves A.K.,  Bergmann C.P. and  Berutti F.A., Novel Synthesis and Characterization of Nanostructured Materials, Springer, Berlin Heidelberg, 2013.
  10. Santos P.S., Santos H.S., Toledo S.P., Standard Transition Aluminas Electron Microscopy Studies, Material Research, Vol. 4, 2000, pp 104-114.
  11. Pathak L.C., Singh T.B., Das S., Verma A.K., Ramachandrarao P., Effect of pH on the Combustion Synthesis of Nano-crystalline Alumina Powder, Materials Letters, Vol. 57, 2002, pp 380-385.
  12. Sathyaseelan B., Baskaran I., Sivakumar K., Phase Transition Behavior of Nanocrystalline Al2O3 Powders, Scientific Research, Vol. 3, 2013, pp 69-74.
  13. Chunduri L.A.A., Rattan T.M., Molli M., Kamisetti V, Single Step Preparation of Nano Size Gamma Alumina Exhibiting Enhanced Fluoride Adsorption, Materials Express, Vol. 3, 2014, pp 1-7.
  14. Sharma A., Rani A., Singh A., Synthesis of Alumina Powder by the Urea–glycine–nitrate Combustion Process: a Mixed Fuel Approach to Nanoscale Metal Oxides, Applied Nanoscience, Vol. 4, 2014, pp 315-323.
  15. Aruna S.T., Rajam K.S., Mixture of Fuels Approach for the Solution Combustion Synthesis of Al2O3–ZrO2 Nanocomposite, Materials Research Bulletin, Vol. 39, 2004, pp 157-167.
  16. Visinescu D., Jurca B., Ianculescu A., Carp O., Starch – A Suitable Fuel in New Low-Temperature Combustion-Based Synthesis of Zinc Aluminate oxides, Polyhedron, Vol. 30, 2011, pp 2824-2831.