پایان نامه سایت ارشدها - رشته جغرافی-جغرافیا

عنوان کامل پایان نامه :

 بررسی اثر نانوذرات در بهبود عملکرد باتری سرب- اسید

قسمتی از متن پایان نامه :

-۱ سنتز نانوذرات باریم سولفات

چنانچه قبلاً نیز اشاره شد، در این رساله روشی نوین جهت سنتز نانوذرات باریم سولفات (BaSO4) ارائه‌شده است. این روش سنتز از نوع ته­نشین سازی ذرات BaSO4 در محلول آبی از سدیم سولفات (Na2SO4) و کلرید باریم دو آبه (BaCl2.2H2O)، است. در این روش سنتز از محلول آماده‌سازی که ماده­ی سازنده­ی اصلی آن گلیسیرین است، استفاده‌شده است. گلیسیرین ترکیب ساده­ی پلی­اُل (شکر الکلی) است. گلیسیرین ترکیبی بی­رنگ، بی­بو، ویسکوز و غیر سمی است. این ترکیب دارای گروه­های هیدروکسیل آزاد است (شکل ۳-۱) دیده می‌شود که مسئول انحلال‌پذیری آن در آب است و سبب آب‌دوست بودن این ترکیب‌شده است [۱۳۸]. علاوه بر این‌ها گلیسرول در محیط‌های هوازی به‌صورت زیستی تخریب می‌شود و بنابراین آلودگی محیط‌زیست ندارد و سنتز نانوذرات به این روش، سازگار با محیط‌زیست است.

اساس و پایه‌ی کنترل اندازه‌ی ذرات در این روش سنتز نانوذرات باریم سولفات، رابطه‌ی فون لیمان است:

(۳-۱)

Q غلظت لحظه­ای است و S غلظت تعادلی است. RS تابعی از فوق اشباع نسبی است. هرچه فوق اشباع نسبی بالا باشد، سرعت هسته‌زایی نسبت به رشد هسته بالاتر بوده و بنابراین رسوب سنتز شده ذرات ریزتری خواهد داشت. واکنش‌های رسوبی عموماً آهسته هستند؛ بنابراین حتی هنگامی‌که واکنشگر را قطره‌قطره به محلول آنالیت بیفزاییم، احتمالاً فوق اشباع لحظه‌ای ایجاد می‌شود که پس از یک دوره‌ی کوتاه با تشکیل رسوب به حالت پایدار می‌رسند.

شواهد تجربی نشان می‌دهد که اندازه‌ی یک رسوب با متوسط فوق اشباع نسبی رابطه‌ی معکوس دارد. برای داشتن رسوب با ذرات ریز، بایستی غلظت لحظه (Q) بالا و غلظت تعادلی (S) کم باشد. برای کاهش S با افزودن حلال‌های آلی میزان تمایل دو گونه به هم را کاهش داده و حلالیت تعادلی را کاهش می‌دهیم و همچنین با تنظیم دما هم می‌تواند بسته به نوع واکنش (گرماگیر یا گرمازا) حلالیت تعادلی را کاهش داد. برای افزایش Q محلول را هم زده و غلظت گونه را افزایش می‌دهیم.

وجود اجسام خارجی در سیستم (مانند ژلاتین برای باریم سولفات و پتاسیم بنزوئات برای یدید نقره) از دیگر روش‌های کاهش اندازه‌ی رسوب است، به این طریق که زمان القا را افزایش داده و از رشد بلور جلوگیری می‌کند.

گلیسیرین ترکیبی غیر الکترولیتی است، به این معنی که با حفظ ساختار مولکولی خود در آب حل می‌شود (تبدیل به یون نمی‌شود).

گلیسرول، لیپوزوم[۱] های کوچک (در سایز نانو) می‌سازد [۱۳۹] که هم‌سطح داخلی و هم‌سطح خارجی لیپوزوم را همان‌طوری که در شکل (۳-۲) نشان داده‌شده است، تشکیل می‌دهد.

[۱] Liposome

سوالات یا اهداف این پایان نامه :

در این رساله روشی نوین و سازگار با محیط زیست، جهت سنتز نانوذرات باریم سولفات ارائه شده ست. برای سنتز این نانوذره محلول آماده سازی را معرفی کردیم که ماده­ی اصلی سازنده­ی آن گلیسرین است. گلیسرین با ایجاد لیپوزوم­های کوچک (سایز نانو) و برقراری پیوند هیدرژنی با اتم­های اکسیژن یون SO42- ممانعت فضایی در راه رشد نانوذرات BaSO4 ایجاد میکند. بعد از بهینه­سازی غلظت واکنش­دهنده­ها، حجم محلول آماده­سازی، دمای واکنش و دور هم­زدن، آنالیز­های SEM و XRD روی نانوذرات حاصل انجام گردید. نتایج گواه از سنتز نانوذرات BaSO4 در اندازه­ی نانو با توزیع اندازه­ی ذره­ی یکنواخت است.

نانوذرات BaSO4 حاصل به خخمیر منفی باتری سرب اسیدی اضافه گردید، تا اثر آن بر عملکرد باتری سرب اسیدی سنجیده شود. تست­های پذیرش شارژ اولیه، استارت سرد و شارژ پذیری روی باتری تهیه شده از نانوذرات BaSO4 انجام گردید. نتایج بهبود چشمگیر عملکرد باتری سرب اسید را نشان میدهد.

سدیم فلوراید (NaF) و سدیم هگزامتافسفات (SHMP) در غلظت­های متفاوت به الکترولیت اسید سولفوریک        ۵ mol dm-3 افزوده شد و مشخصه­های الکتروشیمیایی الکترود سرب با استفاده از تکنیک­های ولتامتری چرخه­ای و ولتامتری با روبش خطی بررسی گردید. نتایج حاصل نشان میدهد که افزودنی­های معرفی شده، از سولفاتخ شدن الکترود سرب و بنابراین از رویینه شدن زودهنگام الکترود سرب جلوگیری می­نماید. علاوه­بر­آن افزودنی­های پیشنهادی، اورپتانسیل تولید هیدروژن و اکسیژن را نیز افزایش می­دهد که از زوال آب در طی چرخه­های شارژ و دشارژ جلوگیری کرده و سبب بهبود عملکرد باتری سرب اسید خواهد شد.

برای دیدن جزئیات بیشتر ، خرید و دانلود آنی فایل متن کامل با فرمت ورد می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید:

 دانلود متن کامل پایان نامه جغرافیا در لینک زیر

لینک متن کامل پایان نامه رشته جغرافیا با عنوان :   بررسی اثر نانوذرات در بهبود عملکرد باتری سرب- اسید