تهيه نانوساختار دي اكسيد سرب در دانشگاه تربيت مدرس

در پژوهشي از سوي محققان شيمي دانشگاه تربيت مدرس، دي اكسيد سرب با ابعاد نانومتري سنتز و كاربرد آن در باتري سرب – اسيد بررسي شد.

کد خبر: ۱۸۰۹۳

شنبه - ۲۸ دی ۱۳۸۷ / January 17, 2009

به گزارش «شبكه خبر دانشجو»، دي اكسيد سرب يك ماده الكترودي ارزان قيمت است كه داراي هدايت الكتروني بالا و پايداري خوب در محيط اسيدي مي باشد.

دي اكسيد سرب در موارد گوناگون الكتروشيميايي و صنعتي همچون ماده فعال مثبت در باتري هاي سرب – اسيد، اكسيداسيون تركيبات آلي در فاضلاب و به عنوان الكتروكاتاليست مورد استفاده قرار گرفته است؛ دي اكسيد سرب را مي توان به صورت شيميايي و الكتروشيميايي تهيه كرد.

مورفولوژي و تركيب فاز دي اكسيد سرب تهيه شده به پارامترهاي مختلفي همچون شرايط تركيب الكتريكي مانند PH محلول، حضور عوامل شكل دهنده و نوع تكنيك تهيه، وابسته هستند؛ از اين رو در سال هاي اخير تهيه نانو ساختار دي اكسيد سرب مورد توجه بسيار قرار گرفته است.

در بخش نخست از يك پژوهش كه در قالب رساله دكتراي تخصصي شهرام قاسمي در رشته شيمي – تجزيه انجام و ارائه شد، نانو پودر دي اكسيد سرب توسط تكنيك اولتراسونيك از محلول سوسپانسيوني B-pboبه عنوان ماده اوليه، در حضور آمونيوم پرسولفات به عنوان اكسيدن تهيه شد.

نانو پودر دي اكسيد سرب توسط ميكروسكوپ الكتروني و پراش اشعه ايكس (XRD) مورد بررسي موروفولوژيكي و ساختاري قرار گرفت.

بر اين اساس، مشخص شد كه امواج اولتراسونيك در تعيين اندازه ذرات نقش ايفا مي كنند؛ نمونه هاي B- pbo2 تهيه شده تحت شرايط بهينه، داراي ذراتي در گستره 50 تا 100 نانومتر هستند.

نتايج XRD نشان داد كه تنها فرمB- pbo2 در شرايط بهينه در محيط واكنش تشكيل مي شود.

در بخش ديگري از اين پژوهش از يك روش الكتروشيميايي براي تهيه نانوساختارهاي دي اكسيد سرب بر روي بستر سرب خالص استفاده شد.

يك سيستم دو الكترودي تشكيل شده از دو الكترود سربي مشابه براي اين تحقيق استفاده شد.

در اين تكنيك، در مدت زمان مشخصي يك جريان ثابت بين دو الكترد سربي اعمال مي شود و به دنبال آن از يك زمان آسايش كه در طي آن جرياني به سيستم اعمال نمي شود، استفاده مي شود.

تصاوير SEM نشان مي دهد كه ذرات دي اكسيد سرب حاصله تحت چنين شرايطي داراي موروفولوژي فيبري با قطر متوسط 20 تا 50 نانومتر و طولي درحدود 500 تا 1000 نانومتر هستند.

دي اكسيد سرب تشكيل شده به عنوان قطب مثبت در باتري هاي سرب – اسيد مورد استفاده قرار گرفت.

قابليت ذخيره انرژي باتري هاي سرب – اسيد داراي ارتباط نزديك با مورفولوژي مواد كاتدي است.

آناليز داده ها مشخص كرد كه مقاومت انتقال بار با تغيير در مورفولوژي سيستم از گلوبولار توده اي به نانوفيبر كاهش مي يابد و داده هاي حاصل از شارژ و دشارژ نيز اين نكته را تاييد مي كنند.

لازم به ذكر است، اين تحقيق را با راهنمايي دكتر مير فضل الله موسوي در دانشكده علوم پايه دانشگاه تربيت مدرس انجام شد./انتهاي پيام/