در اين اختراع سنتز نانوكامپوزيت اكسيدروي- دي‌اكسيدسيليسيم به روش سل ژل به منظور تصفيه پساب‌هاي صنعتي مورد بررسي و ساخت قرار گرفت. ابتدا نانوكامپوزيت ZnO/SiO2 با استفاده از روش سل- ژل در دماي محيط سنتز گرديد. محصول از طريق پراش پرتوي ايكس ((XRD و ميكروسكوپ الكتروني پويشي (SEM) مشخصه¬يابي شد. نتايج نشان داد محصول متخلخل و داراي اندازه¬ي 25-13 نانومتر مي¬باشد. تصاوير SEM ساختار يكنواختي را نشان داد كه نشانگر پراكندگي خوب ذرات درون ساختار نانوكامپوزيت مي‌باشد. نتايج حاصل از آزمايش طيف‌سنجي جذب اتمي (AAS) نشان داد كه عنصر سرب قبل و بعد از فيلتراسيون بترتيب معادل 681/0 و 235/0 مي‌باشد كه با توجه به نتايج حاصل، فيلتر مورد نظر حدود 65% ميزان سرب را كاهش داده است. اين نانوكامپوزيت به عنوان فيلتر فلزات سنگين پساب‌هاي صنعتي كاربرد دارد.

يكي از عمده ترين روش هاي توليد فوم هاي فلزي با حفره هاي جهت دار منظم، استفاده از انحلال گاز درون مذاب است. اين امر موجب مي شود كه در حين انجماد، با پس زده شدن گاز حل شده در مذاب حباب هاي گاز تشكيل شده موجب توليد فوم گردند. در اين اختراع روشي جديد براي ساخت فوم هاي فلزي با تخلخل هاي منظم و جهت دار ارائه شده است. در اين روش پليمري از جنس سلولز بهينه شده به عنوان عامل فوم زا تحت فشار پرس مشخص به شكل قرص هايي به قطر 14 ميلي متر پرس شده و با استفاده از يك ميله ي فولادي به مذاب منيزيم با دمايC° 800 افزوده مي شوند. اين ماده مي تواند به عنوان جايگزين بسيار مناسبي براي هيدريد تيتانيم ( اصلي ترين عامل توليدكننده گاز هيدروژن) درنظر گرفته شود. پس از تكميل مرحله ي تجزيه عامل فوم زا، مذاب فوق اشباع از گاز به درون سيستم انجماد جهت دار منتقل مي گردد. وقتي مذاب شارژ شده با هيدروژن منجمد مي شود، حلاليت هيدروژن در آن به طور ناگهاني كاهش مي يابد و اختلاف بين مقدار هيدروژن حل شده در مايع و حلاليت در حالت جامد به شكل حباب هاي گاز به صورت مستقيم روي جبهه انجماد آزاد خواهد شد. جوانه زني حباب هاي گاز در جبهه انجمادشرايط تشكيل حفره در يك گازار را فراهم مي كند. حباب هاي گاز همزمان با كريستال هاي جامد رشد مي كنند، به طوري كه جبهه ي انجماد توسط حباب ها متوقف نمي شود. فرآيند بسيار مشابه استحاله يوتكتيك معمولي است، با اين تفاوت كه مايع به جاي دو جامد به يك گاز و يك جامد تجزيه مي شود. در طي فرآيند انجماد جهت دار، منجر به تشكيل يك ساختار منظم با دو فاز مي شود كه يكي از آن ها گاز است.

در اين تحقيق سعي شده با دپ نمودن نانو تيوپ كربن در دي اكسيد تيتانيوم خالص خاصيت فتوكاتاليستي دي اكسيد تيانيوم را بهبود بخشيم و همچنين خاصيت آب دوستي دي اكسيد تيتانيوم را بهبود دهيم و با تغييز در ميزان دپ نمودن نانو تيوپ كربن ميزان طيف عبوري اشعه UV از لايه ي ايجاد شده را كنترل نماييم. براي تهيه ي سل اين نانو كامپوزيت آن را توسط همزن مغناطيسي با سرعت 400rpm به مدت زمان 72 ساعت مخلوط نموده ايم و آن را توسط دستگاه پوشش دهي غوطه وري به صورت نانو لايه هايي آماده كرديم. هدف از تشكيل اين نانو كامپوزيت افزايش سطح موثر بوده، زيرا با اين شرايط خاصيت فتوكاتاليستي به شدت افزايش مي يابد. با توجه به آناليزهاي AFM-UV-Vis,SEM,XRD و دستگاه زاويه اتصال كليه ي خواص اين نانو لايه ها را مورد بررسي و ارزيابي قرار دهيم. اين لايه هاي پوشش داده شده در دماي 350 درجه سانتي گراد داراي فاز آمرف و در دماي 400 درجه سانتي گراد داراي فاز آناتاز مي باشد و با افزايش دما به خطار رشد نانو تيوپ كربن ميزان طيف عبوري كاهش يافته است. با بررسي آناليز SEM نشان مي دهد كه نانو تيوپ كربن داراي طول 100nm و همچنين قطره 30nmو-40 بوده كه به صورت پراكنده در لايه ي پوشش داده شده تشكيل شده است و اين نانو كامپوزيت ميزان خاصيت فتوكاتاليستي خوبي از خود براي رنگبري متيل رد نشان داده است.

در اين تحقيق براي تهيه سل مناسب TiO2 با روش سل - ژل و قرا ردادن PH=2.5 و تغيير ميزان آب دي يونيزه و ايجاد تغييراتي در آماده سازي محلول سل TiO2 و آنيل نمودن نمونه ها در محدوده ي 400 درجه سانتي گراد و 500 درجه سانتي گراد به پوشش هاي يكنواختي از نانو لايه هاي TiO2 داراي فاز آناتاز دست يافته ايم كه داراي خاصيت فوق آبدوستي در غياب حضور اشعه UV مي باشد و در اثر تابش UV نيز در زمانهاي متفاوت ميزان زاويه تر شوندگي اندازه گيري شده و در تمامي زمان ها فوق آبدوست گزارش شده است و با بررسي خاصيت فتوكاتاليستي در اثر تابش UV خاصيت رنگبري خوبي از خود نشان داده و در غياب اشعه UV نيز اين خاصيت رنگبري را از خود نشان داده ولي سرعت آن از كمتر بوده است. بر اثر اضافه نمودن آب ديده شده كه ميزان طيف عبور در محدوده ي طول موج مرئي افزايش يافته و در نمونه اي كه ميزان آب دي يونيزه كم بودهن ميزان طيف عبوري در محدوده 1000nm و 2000nm ميزان عبور به شدت كاهش يافته است. مرفولوژي سطح نيز توسط آناليز SEM بررسي شده كه حاكي از ريز بودن ذرات و يكنواختي سطح لايه ي پوشش داده شده مي باشد.

بدنه هاي زير كونيايي به دليل شوك پذيري حرارتي بالا، هدايت حرارتي كم، خوردگي پايين و پايداري حرارتي مناسب، كاربردهاي زيادي مانند سدهاي حرارتي، المان هاي حرارتي، رنگدانه هاي سراميكي و بوته هاي سراميكي، در صنعت دارند. همچنين مقاومت بالاي زير كونيا در برابر خوردگي و خنثي بودن آن در محيط بدن موجب كاربرد آن به عنوان يك ماده زيست خنثي گشته است. شايان ذكر است كه هر چه دانسيته بدنه زير كونيايي بالاتر باشد خواص خوردگي آن بهبود مي يابد. ريخته گري پليمر شونده سوسپانسيون يك فرايند نسبتا ساده براي توليد قطعات نزديك به شكل نهايي با دانسيته بالاست كه در اين اختراع جهت توليد بدنه هاي زير كونيايي مورد استفاده قرار گرفته است . در اين روش يك دوغاب سراميكي حاوي يك محلول مونومري (يا پليمري) به درون يك قالب ريخته مي شود. در اثر پليمر شدن دروني اين محلول ، در دماي معين، ذرات سراميكي در كنار يكديگر ثابت شده و به شكل قالب در مي آيند. فلوچارت شكل 1 مراحل مختلف فرآيند را به خوبي نشان مي دهد. در ابتداي فرآيند بستر سيال (مي تواند آب يا يك حلال آلي باشد) ، با پودر سراميك و چسب آلي مخلوط مي شود تا سوسپانسيون مورد نهظر ايجاد شود. چسب آلي مي تواند يك مونومر يا يك زنجير پليمري خطي باشد. سوسپانسيون تشكيل شده بايد پايدار گردد تا ذرات در آن معلق بمانند و ته نشين نشوند. پس از اين مرحله گاززدايي انجام مي شود تا حباب هاي هواي احتمالي از بين بروند و پس از پر كردن قالب و پليمري شدن، قطعه كاملا بدون عيب و عاري از تخلخل به دست آيد. شايان ذكر است كه يكنواختي ريز ساختار و عدم حضور حباب در قطعه نهايي از اهميت بالايي برخوردارند. در روش ابداع شده مرحله يكنواخت سازي و گاززدايي توسط اعمال امواج مافوق صوت به سوسپانسيون تهيه شده انجام شده است. به اين منظور، سوسپانسيون مورد نظر به جاي استفاده از آسياب گلوله اي ا گاززدايي، به مدت زمان مشخصي تحت امواج مافوق صوت قرار گرفته است، تا يكنواخت سازي انجام شود.

فوم فلزي اصطلاحي است كه امروزه براي هر نوع ماده فلزي كه شامل حفره باشد استفاده مي شود. فرآيند گازار، با ساير روش هاي شناخته شده جهت توليد مواد متخلخل كاملاً متفاوت است و بنابراين به عنوان يك تكنولوژي جديد در توليد مواد متخلخل به حساب مي آيد. در فرآيند گازار از گاز هيدروژن و اختلاف حد حلاليت آن در دو حالت مذاب و جامد براي توليد حفره هاي گازي در فلز جامد استفاده مي شود. در اين اختراع از گاز هيدروژن حاصل از پيروليز الياف پلي پروپيلن جهت ساخت فوم فلزي با ساختار گازار استفاده شده است. عامل فوم زا موردنظر( الياف پلي پروپيلن) با وزن مشخص در قالب استوانه اي شكل پرس شده و سپس به مذاب منيزيم با دماي C ° 800 افزوده مي شود. پس از اين كه فاز اول فرآيند توليد( افزودن عامل فوم زا به مذاب) و اشباع نمودن مذاب از گاز به پايان رسيد مذاب مربوطه درون سيستم انجماد جهت دار قرار مي گيرد. در حين فرآيند انجماد، با پس زدن گاز حل شده در مذاب حباب هاي گاز در جبهه ي انجماد جوانه زني نموده، با پيشروي جبهه انجماد رشد كرده و موجب توليد فوم مي گردند. مشخصات و ويژگي هاي فوم گازار تشكيل شده همانند ساختارهاي گازار توليد شده با استفاده از محفظه تحت فشار بالاي گاز مي باشد.

با دستگاه لايه‌‌ نشاني لانگموير- بلاجت زاويه‌‌دار مي‌توان بلور‌هاي كلوئيدي دو بعدي با ابعاد بزرگ و كيفيت بالا در فصل مشترك هوا-مايع ايجاد كرده و سپس به روي بستر دلخواه انتقال داد. اين دستگاه از دو قسمت مجزا ساخته شده است. قسمت اول، مخزن دستگاه لانگموير- بلاجت است كه حاوي يك مخزن براي مايع بوده و از دو ديواره‌‌ي متحرك بر روي سطح مايع تشكيل يافته است، حركت همزمان دو ديواره‌ به سوي هم، منجر به اين مي‌شود كه ذرات كلوئيدي معلق بر روي سطح مايع با سرعت يكسان به دو سمت بستر فشرده شده و فيلم نازك منظم و يكپارچه در دو طرف آن تشكيل ‌شود. همچنين، قسمت دوم دستگاه لايه نشاني غوطه‌‌وري با قابليت تنظيم زاويه‌‌ي بستر مي باشد كه از يك ليزر نيم‌‌رسانا براي تنظيم دقيق زاويه استفاده مي‌شود. زاويه دار كردن بستر شيشه‌‌اي متصل شده به دستگاه لايه نشاني غوطه وري، اولا امكان استفاده از اين بستر براي تزريق قطره‌‌اي از محلول مورد نظر با سرعت كنترل شده، در سطح مشترك هوا-مايع، بدون شكستن كشش سطحي مايع، را ايجاد مي كند. ثانيا، انتقال كامل فيلم نازك روي سطح مشترك هوا-مايع را به روي بستر تسهيل مي كند.