ساخت یک دستگاه خشک کن کربن دی‌اکسید فوق‌بحرانی و تولید آئروژل اکسید نیکل (ii) با استفاده از آن

در این پژوهش برای تولید انواع آئروژل‌ها یک دستگاه خشک کن کربن دی‌اکسید فوق‌بحرانی ساده طراحی و ساخته شد. مهم‌ترین برتری دستگاه ساخته شده خودکار بودن سامانه گرمایش و سرمایش آن است که باعث کنترل بهتر شرایط عملیاتی فرایند خشک کردن و تولید نانو مواد با تخلخل بیش‌تر می‌شود. دستگاه ساخته شده قابلیت عملکرد در بازه دمایی oc 5 تا oc 90 و فشاری بیش از bar 140 را دارد. به منظور بررسی عملکرد دستگاه ساخته شده، ژل اکسید نیکل (ii) به روش سل-ژل سنتز و با استفاده از روش خشک کردن کربن دی‌اکسید فوق‌بحرانی خشک شد. آئروژل تهیه شده در دمای oc 300 و به مدت 2 ساعت کلسینه شد. مشخصه‌های فیزیکی و شیمیایی آئروژل اکسید نیکل با استفاده از آنالیزهای مشخصه‌یابی پراش پرتو ایکس (xrd)، جذب و واجذب نیتروژن (bet) و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (fesem) مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه‌ها نشان می‌دهد که آئروژل اکسید نیکل دارای یک ساختار متخلخل باز است و از نانوذره‌های کروی شکل تشکیل شده است. آئروژل سنتز شده از سطح ویژه m^2/g 167، حجم روزنه‌ها cm^3/g 0.61، میانگین قطر روزنه‌ها nm 14.6 و متوسط اندازه بلورک nm 4.6 برخوردار است. نتیجه‌های به دست آمده نشان داد که خشک کردن اکسید نیکل نانوساختار با استفاده از دستگاه خشک کن کربن دی‌اکسید فوق‌بحرانی ساخته شده، منجر به حفظ بهتر ساختار متخلخل آن می‌شود.

manufacturing a supercritical carbon dioxide dryer and its application for production of nickel (ii) oxide aerogel

in this research, a simple supercritical carbon dioxide dryer was designed and constructed for the production of various aerogels. the most significant advantage of the constructed device was its automatic heating and cooling system, which allowed better control of the operational conditions during the drying process and the production of nanostructured materials with increased porosity. the constructed device had the capability to operate in a temperature range of 5°c to 90°c and pressures up to 140 bar. to evaluate the performance of the constructed device, nickel oxide (ii) gel was synthesized using the sol-gel method and dried using the supercritical carbon dioxide drying method. the prepared aerogel was calcined at a temperature of 300°c for 2 hours. the physical and chemical characteristics of the nickel oxide aerogel were examined using x-ray diffraction (xrd) analysis, brunauer-emmett-teller (bet) nitrogen adsorption and desorption, and field emission scanning electron microscopy (fesem). the results indicated that the nickel oxide aerogel had an open porous structure and was composed of spherical nanoparticles. the synthesized aerogel had a specific surface area of 167 m²/g, pore volume of 0.61 cm³/g, average pore diameter of 6.14 nm, and average crystallite size of 6.4 nm. the obtained results demonstrated that drying nickel oxide nanostructures using the constructed supercritical carbon dioxide dryer led to better preservation of its porous structure.