سنتز نانوسیال‌های پلی اتیلن گلیکولی حاوی کربن کوانتوم دات‌ها و نانوذرات فلزی با خصلت رزونانس پلاسمونی سطح برای تبدیل نور به گرما

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: دکتری

عنوان: Title: سنتز نانوسیال‌های پلی اتیلن گلیکولی حاوی کربن کوانتوم دات‌ها و نانوذرات فلزی با خصلت رزونانس پلاسمونی سطح برای تبدیل نور به گرما

ارائه دهنده: Provider: فاطمه صیفی کار

اساتید راهنما: Supervisors: پروفسور سعید عزیزیان

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر سعید عزیزیان ـ دکتر حسین ایلوخانی ـ دکتر رحمت صادقی ـ دکتر عزیز حبیبی ینگجه

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: چهارشنبه، 5 بهمن 1401 ساعت: 10

مکان ارائه: Place of presentation: آمفی تئاتر پروفسور اردشیر خزایی

چکیده: Abstract: در این پروژه، نانوسیال‌های با سیال‌های پایه‌ی پلی‌اتیلن گلیکول و آب و نانوذرات گوناگون شامل کربن کوانتوم دات‌ها، نانو ذرات فلزی دارای ویژگی رزونانس پلاسمونی سطح مانند Cu، Au، Ag و ... با روش های گوناگون از جمله تابش امواج ماکروویو، کند و سوز لیزری و ... تهیه شدند. سپس، نمونه‌های سنتز شده توسط تکنیک‌های TEM، DLS، PL، UV–Visible و ... مشخصه‌یابی شدند. سپس، عملکرد نانوسیال‌های مذکور در فرآیند جذب تابش خورشیدی و تبدیل آن به انرژی گرمایی مورد بررسی قرار گرفت و پارامترهای مهمی از قبیل بازده تبدیل نور به گرما و ... استخراج شدند. این پروژه شامل سه بخش اصلی می‌باشد که عبارت‌اند از: سنتز نانوسیال‌های کربنی بر پایه‌ی‌ پلی‌اتیلن گلیکول، سنتز نانوسیال‌های فلزی بر پایه‌ی‌ پلی‌اتیلن گلیکول و سنتز نانوسیال‌های کربنی و فلزی بر پایه‌ی‌ آب. در بخش اول، نانوسیال کربن کوانتوم دات از سیال دوست‌دار محیط زیست پلی‌اتیلن گلیکول و با روشی سریع و تک مرحله‌ای (گرمادهی ماکروویو) سنتز شد. برای تهیه‌ی نانوسیال کربن کوانتوم دات نیازی به استفاده از سرفکتانت، نمک، اولتراسونیک، پیش‌ماده‌های گران‌قیمت، معرف‌های اکسیداسیون/احیا و مواد شیمیایی مختلف وجود ندارد زیرا نانوسیال به‌دست آمده به‌طور طبیعی بسیار پایدار است. دمای نانوسیال به سرعت در عرض 10 دقیقه به ℃ 50 و در عرض یک ساعت پس از تابش‌دهی خورشیدی به ℃ 65 درجه‌ی سلسیوس افزایش می‌یابد. تمام پارامترهای ترمو-فیزیکی به‌دست‌آمده نشان می‌دهند که قسمت بالایی نانوسیال برای تبدیل فتوترمال بسیار کارآمد است. هم‌چنین، میکروسیال‌های لیگنوسولفونات سدیم و لیگنوسولفونات سدیم کربنیزه شده با روش اختلاط با سیال پایه‌ی پلی‌اتیلن گلیکول سنتز شدند. نتایج به‌دست آمده نشان داد که کربنیزه شدن لیگنین سبب افزایش زبری سطح و افزایش درصد کربن و تیره‌تر شدن رنگ میکروسیال می‌شود. به‌همین دلیل، مقدار نور بیش‌تری را جذب و نهایتا به گرما تبدیل می‌کند. در بخش دوم، نانوسیال‌های فلزی مس، نقره، طلا، نیکل، پالادیم، پلاتین، تنگستن، کروم، مولیبدن و وانادیوم (عمدتا با خاصیت رزونانس پلاسمونی سطح) با روش کند و سوزی لیزری با سیال پایه‌ی پلی‌اتیلن گلیکول سنتز شدند. نتایج نشان داد که خصلت رزونانس پلاسمونی سطح به افزایش تولید گرما و درنتیجه‌ افزایش بازده تبدیل فتوترمال کمک شایانی می‌کند. کلیه‌ی نانوسیال‌های فلزی سنتز شده از پایداری بسیار بالایی برخودار بودند چرا که احاطه شدن شدید توسط مولکول‌های بلند زنجیر پلی‌اتیلن گلیکول مانع از تجمع و یا ترسیب آن‌ها می‌شود. درنتیجه، بدون استفاده از پایدار کننده‌ها، نانوسیال‌های سنتز شده پایدار بودند. در بخش سوم، برخی از نانو- و میکرو- سیال‌های سنتز شده در بخش اول و دوم با سیال پایه‌ی آب سنتز شدند. نتایج حاکی از آن بود که برخی از نانوسیال‌های آبی نیز بسیار پایدار بودند و عملکرد تبدیل فتوترمال قابل توجهی را ازخود نشان دادند ولی استفاده‌ از آن‌ها در تبدیل فتوترمال در به‌کارگیری آن‌ها در سیستم‌های بسته محدود می‌شود چرا که سیال پایه (آب) حین فرآیند فتوترمال تبخیر می‌شود حال آن‌که به‌دلیل فشار بخار بسیار اندک پلی‌اتیلن گلیکول، این پلیمر تبخیر نمی‌شود.

فایل: ّFile: تنزيل فایل