سنتز و مشخصه‌يابي نانوكامپوزيت بنتونيت-دي‌اكسيد قلع در محيط آب فوق‌بحراني

Synthesis and characterization of bentonite-SnO2 nanocomposite in supercritical water environment

آب فوق‌بحراني به دليل خواص منحصربه‌فرد خود محيطي مناسب براي توليد نانوذرات مختلف است. در اين تحقيق امكان نشاندن نانوذرات دي‌اكسيد قلع بر روي پايه معدني بنتونيت در محيط آب فوق‌بحراني مورد بررسي قرار گرفته است. فرآيند توليد نانوكامپوزيت بنتونيت-دي‌اكسيد قلع در يك راكتور از جنس فولاد زنگ‌نزن L316 به حجم 20 ميلي‌ليتر انجام شد. دماي سنتز دماي ºC 480 و مدت‌زمان آن دو ساعت بود. نانوكامپوزيت توليدي سپس جهت تأييد نشانده شدن نانوذرات دي‌اكسيد قلع بر روي پايه توسط آناليزهاي مختلف نظير پراش پرتوايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين سطح ويژه، اندازه و حجم حفرات نانوكامپوزيت نيز با استفاده از آناليز BET تعيين شد. ظهور پيك‌هاي مربوط به دي‌اكسيد قلع در طيف XRD نانوكامپوزيت، مؤيد سنتز موفق نانوذرات بر روي بنتونيت است. نشسته شدن نانوذرات دي‌اكسيد قلع با اندازه كمتر از 15 نانومتر بر روي صفحات بنتونيت با توجه به تصاوير SEM و TEM تأييد شد. نانوكامپوزيت توليدي به دليل داشتن بنتونيت در ساختار خود داراي سطح ويژه m2/g 50/36 و حجم حفرات cm3/g 0/13 بود كه آن را مستعد استفاده به‌عنوان كاتاليست در واكنش‌هاي مختلف مي‌كند.

In this research, the possibility of decorating SnO2 nanoparticles on bentonite as a support in supercritical water environment has been investigated. Synthesis process of bentonite-SnO2 nanocomposite was performed in a reactor made of L316 stainless steel with a volume of 20 ml. The synthesis temperature and the duration was 480 °C and two hours, respectively. The manufactured nanocomposite was evaluated by various analyzes such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) to confirm the immobilization of SnO2 nanoparticles on the support. The specific surface area, size and volume of nanocomposite cavities were determined using BET analysis. The appearance of SnO2 peaks in the XRD spectrum of the nanocomposite confirmed the successful synthesis of nanoparticles on bentonite. The immobilization of SnO2 nanoparticles with a size of less than 15 nm on bentonite plates was confirmed according to SEM and TEM images. The produced nanocomposite possessed a specific surface area of 50.36 m2/g and a pore volume of 0.13 cm/g due to the presence of bentonite in its structure, which makes it suitable for use as a catalyst in various reactions.