اثر دما بر خواص غشاي سراميكي نسيكوني نانوساختار سنتز شده به روش سل- ژل با قابليت تبادل يون

Effect of Temperature on the NASICON Nanostructure Ceramic Membrane Synthesized by Sol-Gel Method with Ion Exchange Ability

غشاي سراميكي نسيكوني كاربردهاي فراواني به عنوان حسگرهاي گازي، الكترودهاي انتخابگر، الكتروليت هاي جامد پايه ليتيم، باتري هاي ثانويه و حتي غشاي انتخابگر براي جداسازي يون دارد. پيش بيني مي گردد كه به علت پايداري دمايي مناسب اين تكنولوژي در آينده اي نزديك در كوره هاي دوب و كنترل خطوط قالب گيري و ريخته گري كاربرد فراواني پيدا كنند. در اين تحقيق، تركيب نانوساختار سراميكي (Li1,4Al0,4Ti1,6(PO4)3 (LATP با قابليت هدايت يوني بالا كه اصطلاحاً نسيكون(NASICON:Na-Super Ionic Conductor)ناميده ميشود با استفاده از روش سل- ژل اصلاح شده (پچيني) سنتز شد. در روش سل- ژل پچيني، براي سنتز به جاي استفاده از آلكوكسيدها از نمك هاي فلزي در كنار يك عامل كمپلكس ساز استفاده مي شود و اين جايگزيني منجر به برتر يهايي نظير قيمت كم، تركيب يكنواخت و خلوص بالا مي شود. روش سل- ژل پچيني امكان توليد ساختار بلوري LATP را در دماها و زمان هاي پايين تري نسبت به ساير روش ها مانند حالت جامد فراهم مي كند. جهت بررسي خواص محصول نهايي از آناليزهاي مختلفي چون پراش پرتو ايكس (XRD)، براي بررسي حصول فاز موردنظر به صورت خالص و تك فاز، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)جهت بررسي مورفولوژي پودرهاي توليد شده و كيفيت فرايند زينتر و آناليز حرارتي همزمان (STA)براي تعيين دماهاي دقيق كلسينه و كريستاله شدن جهت بهينه سازي دماهاي فرايند سنتز و حصول قرصهايي بدون ترك و با تخلخل كم جهت كاربرد در فرايندهاي جداسازي به عنوان غشا ب هكار گرفته شد. دماي بهينه براي كريستاليزاسيون950°C بود.

In this research, a NASICON-type (Na-Super Ionic Conductor) nanostructure based on Lithium, i.e. Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3 (LATP), was synthesized through modified Pechini-type sol-gel method. Metal salts was used instead of conventional alkoxide, leading to the production of monophase nanostructure. X-Ray diffractometry (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) were performed to investigate the phase analysis and the morphology of the produced powders, respectively. Moreover, Simultaneous Thermal Analysis (STA) was employed to determine the calcinations and crystallization temperatures to optimize the synthesis temperature. The modified Pechini-type method allowed obtaining well crystallized LATP at a much lower temperature and with a shorter synthesis time in comparison with the conventional solid-state reaction.