بخشی از مقاله
چکیده
در پژوهش حاضر، تولید سولفید آهن - FeS - نانو ساختار به روش مکانیکی- شیمیایی مورد بررسی قرار گرفته است. مخلوط پودري پیریت معدنی و آهن عنصري به عنوان مواد اولیه با استفاده از آسیاي سیارهاي پرانرژي، در زمانهاي مختلف تحت آسیاکاري قرارگرفتند. آنالیز نمونههاي پودري تولید شده به وسیله آزمایشهاي پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی صورت گرفته است. نتایج نشان دادند که سولفید آهن با متوسط اندازه کریستالیت 17 نانومتر پس از زمان نسبتا کوتاه 9 ساعت آسیاکاري و با نسبت گلوله به پودر 25 بر1تشکیل شده است. همچنین پس از این زمان مقدار 0/8 درصد براي کرنش شبکه بدست آمد. مطالعه ترمودینامیکی نشان داد که واکنش میان پیریت وآهن یک واکنش با پیشرفت تدریجی است که نتیجهاي در تطابق با روند تغییرات پیکهاي xrd است. بررسی مورفولوژي پودرها نشان میدهد که پس از 9 ساعت آسیاکاري محصولی با توزیع نسبتا یکنواخت اندازه ذرات تولید میشود.
واژههاي کلیدي: سولفید آهن، پیریت، مکانیکی- شیمیایی، نانوساختار
مقدمه
فلزات سنگین و ترکیبات آنها به طور فزایندهاي در صنایع مختلفی چون متالورژي و شیمی کاربرد یافتهاند و گسترش استفاده از آنها منجر به افزایش مقادیر آنها در محیطهاي آبی شده است. یونهاي این فلزات سمی و سرطانزا شناخته شدهاند و درمیان پراهمیتترین آلایندههاي آبها قرار گرفتهاند. از آنجایی که این یونها در محیط زیست تجزیهناپذیرند و تمایل به انباشتگی در آب را دارند و به علت طبیعت سمی آنها اقدامات موثر براي حذف و کاهش غلظت آنها ضروري به نظر میرسد. شیوههاي مختلفی براي حذف یونهاي فلزات سنگین از آبها وجود دارد که از آن جمله میتوان به رسوبگذاري شیمیایی، تعویض یونی، فیلتراسیون غشائی و جذب سطحی اشاره کرد.از طرفی پیشرفتهاي اخیر نشان میدهد بسیاري از مسائل مربوط به کیفیت آب با استفاده از نانوذرات، نانوفیلتراسیون یا دیگر محصولات حاصل از فناوري نانو میتواند حل و یا بهبود بخشیده شود - . - Fu,Wang, 2011
همچنین نانوذرات به علت دارا بودن ویژگی کلیدياي چون نواحی سطحی بسیار وسیعتر از ذرات توده براي استفاده به عنوان جاذب بسیار مفید شناخته شدهاند. بنابراین جاذبهاي نانویی میتوانند به طور گسترده به عنوان فیلتر جداکننده در تصفیه آب و براي حذف آلایندههاي معدنی و آلی از آب آلوده مورد استفاده قرار گیرند - . - stone et al., 2010سولفیدهاي آهن امروزه به عنوان مواد پیشرفته غیرآلی با پتانسیل بالایی براي بسیاري از کاربردها چون باتريهایی با چگالی انرژي بالا، مواد اولیه سنتز سوپرهاديها، مواد سلولهاي خورشیدي، مواد فوتوالکترولیز، جاذب یونهاي فلزات سنگین و نظایر آنها شناخته میشوند - . - Jiang et al., 1998 بنابر تحقیقاتی که پیش از این صورت گرفته، سولفید آهن به شکل طبیعی - پیروتیت - و یا به شکل سنتزي - توسط روشهاي شیمیایی - قابلیت حذف یونهاي فلزات سنگین از محیطهاي آبی با مکانیزمهاي مختلف - جذب یا رسوبس گذاري - را از خود نشان داده است.
از جمله این یونها میتوان یونهایی چون سرب، کادمیوم، مس - Ozverdi,Erdem, 2006 - ، کروم شش ظرفیتی - Mullet,Boursiquot,Ehrhardt , 2004 - و جیوه - - Jeong,Klaue,Blum,Hayes , 2007 را نام برد.نانوذرات سولفیدها در سالهاي اخیر توسط روشهاي شیمیایی مختلف به هدف بدست آوردن مادهاي با توزیع اندازه ذرات وشکل ذرات کنترل شده، سنتز شدهاند. شیوهي سنتزي که در اکثر مقالات توصیف شده، شیوهي سولووترمال1 با دخالت مایکروویو و تکنیکس هاي سونوشیمیایی2و اتوکلاو است - . - Balaz,Boldizarova,Godocikova,Briancin, 2003 اگرچه سولفیدها را میتوان با گرمایش عناصر تشکیلدهنده آنها بدست آورد، میزان همگنی محصول نهایی ممکن است وابسته به فرآیندهاي آمادهسازي، مواد اولیه و اندازه پودرها باشد - . - Jiang et al., 1998
