Nature.com পরিদর্শন করার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ.আপনি যে ব্রাউজার সংস্করণটি ব্যবহার করছেন তাতে সীমিত CSS সমর্থন রয়েছে৷সেরা অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে একটি আপডেট করা ব্রাউজার ব্যবহার করার পরামর্শ দিই (অথবা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে সামঞ্জস্য মোড অক্ষম করুন)৷ইতিমধ্যে, অব্যাহত সমর্থন নিশ্চিত করতে, আমরা স্টাইল এবং জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়াই সাইটটিকে রেন্ডার করব।
শোষণ রেফ্রিজারেশন সিস্টেম এবং তাপ পাম্পের বাজার শেয়ার এখনও ঐতিহ্যগত সংকোচকারী সিস্টেমের তুলনায় তুলনামূলকভাবে ছোট।সস্তা তাপ (ব্যয়বহুল বৈদ্যুতিক কাজের পরিবর্তে) ব্যবহার করার বিশাল সুবিধা থাকা সত্ত্বেও, শোষণ নীতির উপর ভিত্তি করে সিস্টেমগুলির বাস্তবায়ন এখনও কয়েকটি নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের মধ্যে সীমাবদ্ধ।কম তাপ পরিবাহিতা এবং শোষণকারীর কম স্থায়িত্বের কারণে নির্দিষ্ট শক্তি হ্রাস হওয়া প্রধান অসুবিধাটি দূর করা দরকার।বর্তমান শিল্প বাণিজ্যিক শোষণ রেফ্রিজারেশন সিস্টেমগুলি প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারগুলির উপর ভিত্তি করে অ্যাডজরবারগুলির উপর ভিত্তি করে যা শীতল করার ক্ষমতাকে অপ্টিমাইজ করার জন্য লেপা।ফলাফলগুলি সুপরিচিত যে আবরণের পুরুত্ব হ্রাসের ফলে ভর স্থানান্তর প্রতিবন্ধকতা হ্রাস পায় এবং পরিবাহী কাঠামোর আয়তনের অনুপাতের সাথে পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি দক্ষতার সাথে আপস না করে শক্তি বৃদ্ধি করে।এই কাজে ব্যবহৃত ধাতব তন্তুগুলি 2500-50,000 m2/m3 পরিসরে একটি নির্দিষ্ট পৃষ্ঠ এলাকা প্রদান করতে পারে।ধাতব তন্তু সহ ধাতব পৃষ্ঠগুলিতে লবণ হাইড্রেটের খুব পাতলা কিন্তু স্থিতিশীল আবরণ পাওয়ার জন্য তিনটি পদ্ধতি, আবরণ উত্পাদনের জন্য প্রথমবারের মতো একটি উচ্চ শক্তির ঘনত্বের তাপ এক্সচেঞ্জার প্রদর্শন করে।অ্যালুমিনিয়াম অ্যানোডাইজিংয়ের উপর ভিত্তি করে পৃষ্ঠের চিকিত্সা আবরণ এবং স্তরের মধ্যে একটি শক্তিশালী বন্ধন তৈরি করতে বেছে নেওয়া হয়।স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি ব্যবহার করে ফলস্বরূপ পৃষ্ঠের মাইক্রোস্ট্রাকচার বিশ্লেষণ করা হয়েছিল।হ্রাসকৃত মোট প্রতিফলন ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি এবং শক্তি বিচ্ছুরণকারী এক্স-রে স্পেকট্রোস্কোপি পরীক্ষায় পছন্দসই প্রজাতির উপস্থিতি পরীক্ষা করার জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল।তাদের হাইড্রেট গঠনের ক্ষমতা সম্মিলিত থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষণ (TGA)/ডিফারেনশিয়াল থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষণ (DTG) দ্বারা নিশ্চিত করা হয়েছিল।MgSO4 আবরণে 0.07 গ্রাম (জল)/জি (যৌগিক) এর চেয়ে খারাপ মানের পাওয়া গেছে, যা প্রায় 60 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ডিহাইড্রেশনের লক্ষণ দেখাচ্ছে এবং রিহাইড্রেশনের পরে পুনরুত্পাদনযোগ্য।SrCl2 এবং ZnSO4 এর সাথেও 100 °C এর নিচে প্রায় 0.02 g/g ভরের পার্থক্য সহ ইতিবাচক ফলাফল পাওয়া গেছে।আবরণের স্থায়িত্ব এবং আনুগত্য বাড়ানোর জন্য হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ একটি সংযোজন হিসাবে বেছে নেওয়া হয়েছিল।পণ্যগুলির শোষণকারী বৈশিষ্ট্যগুলি যুগপত TGA-DTG দ্বারা মূল্যায়ন করা হয়েছিল এবং তাদের আনুগত্য ISO2409 এ বর্ণিত পরীক্ষার উপর ভিত্তি করে একটি পদ্ধতি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছিল।100 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে তাপমাত্রায় প্রায় 0.1 গ্রাম/জি ওজনের পার্থক্য সহ এর শোষণ ক্ষমতা বজায় রাখার সময় CaCl2 আবরণের ধারাবাহিকতা এবং আনুগত্য উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়।উপরন্তু, MgSO4 হাইড্রেট গঠনের ক্ষমতা ধরে রাখে, 100 °C এর নিচে তাপমাত্রায় 0.04 g/g এর বেশি ভরের পার্থক্য দেখায়।অবশেষে, প্রলিপ্ত ধাতু ফাইবার পরীক্ষা করা হয়।ফলাফলগুলি দেখায় যে Al2(SO4)3 দিয়ে প্রলিপ্ত ফাইবার কাঠামোর কার্যকর তাপ পরিবাহিতা বিশুদ্ধ Al2(SO4)3 এর আয়তনের তুলনায় 4.7 গুণ বেশি হতে পারে।অধ্যয়নকৃত আবরণগুলির আবরণটি দৃশ্যত পরীক্ষা করা হয়েছিল এবং অভ্যন্তরীণ কাঠামোটি ক্রস বিভাগের একটি মাইক্রোস্কোপিক চিত্র ব্যবহার করে মূল্যায়ন করা হয়েছিল।প্রায় 50 µm পুরুত্ব সহ Al2(SO4)3 এর একটি আবরণ প্রাপ্ত হয়েছিল, তবে আরও অভিন্ন বন্টন অর্জনের জন্য সামগ্রিক প্রক্রিয়াটিকে অপ্টিমাইজ করতে হবে।
শোষণ ব্যবস্থা গত কয়েক দশক ধরে অনেক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে কারণ তারা ঐতিহ্যগত কম্প্রেশন হিট পাম্প বা রেফ্রিজারেশন সিস্টেমের পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ বিকল্প প্রদান করে।ক্রমবর্ধমান স্বাচ্ছন্দ্যের মান এবং বিশ্বব্যাপী গড় তাপমাত্রার সাথে, শোষণ ব্যবস্থা অদূর ভবিষ্যতে জীবাশ্ম জ্বালানির উপর নির্ভরতা কমাতে পারে।উপরন্তু, শোষণ হিমায়ন বা তাপ পাম্পের যেকোনো উন্নতি তাপ শক্তি সঞ্চয়স্থানে স্থানান্তরিত করা যেতে পারে, যা প্রাথমিক শক্তির দক্ষ ব্যবহারের সম্ভাবনার অতিরিক্ত বৃদ্ধির প্রতিনিধিত্ব করে।শোষণ তাপ পাম্প এবং রেফ্রিজারেশন সিস্টেমের প্রধান সুবিধা হল তারা কম তাপ ভর দিয়ে কাজ করতে পারে।এটি তাদের কম তাপমাত্রার উত্স যেমন সৌর শক্তি বা বর্জ্য তাপের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।শক্তি সঞ্চয় অ্যাপ্লিকেশন পরিপ্রেক্ষিতে, সংবেদনশীল বা সুপ্ত তাপ সঞ্চয়ের তুলনায় শোষণের উচ্চ শক্তির ঘনত্ব এবং কম শক্তি অপচয়ের সুবিধা রয়েছে।
শোষণ তাপ পাম্প এবং রেফ্রিজারেশন সিস্টেম তাদের বাষ্প সংকোচন প্রতিরূপ হিসাবে একই থার্মোডাইনামিক চক্র অনুসরণ করে।প্রধান পার্থক্য হল adsorbers সঙ্গে সংকোচকারী উপাদান প্রতিস্থাপন।উপাদানটি মাঝারি তাপমাত্রায় কম চাপের রেফ্রিজারেন্ট বাষ্পকে শোষণ করতে সক্ষম, এমনকি তরল ঠান্ডা থাকলেও আরও বেশি রেফ্রিজারেন্টকে বাষ্পীভূত করে।শোষণের এনথালপি (এক্সোথার্ম) বাদ দেওয়ার জন্য শোষণকারীর ধ্রুবক শীতলতা নিশ্চিত করা প্রয়োজন।অ্যাডজরবার উচ্চ তাপমাত্রায় পুনরুত্থিত হয়, যার ফলে রেফ্রিজারেন্ট বাষ্প শোষণ করে।উত্তাপকে অবশ্যই এনথালপি অফ ডিসোর্পশন (এন্ডোথার্মিক) প্রদান করতে হবে।যেহেতু শোষণ প্রক্রিয়া তাপমাত্রা পরিবর্তন দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, উচ্চ শক্তি ঘনত্ব উচ্চ তাপ পরিবাহিতা প্রয়োজন।যাইহোক, কম তাপ পরিবাহিতা বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনের প্রধান অসুবিধা।
পরিবাহিতার প্রধান সমস্যা হল পরিবহণের পথ বজায় রাখার সময় এর গড় মান বৃদ্ধি করা যা শোষণ/ডিসোর্পশন বাষ্পের প্রবাহ সরবরাহ করে।এটি অর্জনের জন্য সাধারণত দুটি পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়: যৌগিক তাপ এক্সচেঞ্জার এবং প্রলিপ্ত তাপ এক্সচেঞ্জার।সর্বাধিক জনপ্রিয় এবং সফল যৌগিক উপকরণগুলি হল যেগুলি কার্বন-ভিত্তিক সংযোজন ব্যবহার করে, যথা প্রসারিত গ্রাফাইট, সক্রিয় কার্বন বা কার্বন ফাইবার।অলিভেরা এট আল।306 ওয়াট/কেজি পর্যন্ত একটি নির্দিষ্ট শীতল ক্ষমতা (SCP) এবং 0.46 পর্যন্ত পারফরম্যান্সের সহগ (COP) সহ একটি অ্যাডজরবার তৈরি করতে ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড সহ 2টি প্রসারিত গ্রাফাইট পাউডার।Zajaczkowski et al.3 সম্প্রসারিত গ্রাফাইট, কার্বন ফাইবার এবং ক্যালসিয়াম ক্লোরাইডের সংমিশ্রণ প্রস্তাব করেছে যার মোট পরিবাহিতা 15 W/mK।জিয়ান এট আল 4 সালফিউরিক অ্যাসিডের সাথে পরীক্ষিত কম্পোজিটগুলিকে একটি দ্বি-পর্যায় শোষণ শীতল চক্রে সাবস্ট্রেট হিসাবে প্রসারিত প্রাকৃতিক গ্রাফাইট (ENG-TSA) চিকিত্সা করা হয়েছে।মডেলটি 0.215 থেকে 0.285 পর্যন্ত COP এবং 161.4 থেকে 260.74 W/kg পর্যন্ত SCP-এর পূর্বাভাস দিয়েছে।
এখন পর্যন্ত সবচেয়ে কার্যকর সমাধান হল প্রলিপ্ত হিট এক্সচেঞ্জার।এই তাপ এক্সচেঞ্জারগুলির আবরণ প্রক্রিয়া দুটি বিভাগে বিভক্ত করা যেতে পারে: সরাসরি সংশ্লেষণ এবং আঠালো।সবচেয়ে সফল পদ্ধতি হ'ল সরাসরি সংশ্লেষণ, যার মধ্যে উপযুক্ত বিকারকগুলি থেকে তাপ এক্সচেঞ্জারের পৃষ্ঠে সরাসরি শোষণকারী উপাদান তৈরি করা জড়িত।Sotech5 ফারেনহাইট GmbH দ্বারা উত্পাদিত কুলারগুলির একটি সিরিজে ব্যবহারের জন্য প্রলিপ্ত জিওলাইট সংশ্লেষণের জন্য একটি পদ্ধতি পেটেন্ট করেছে৷Schnabel et al6 স্টেইনলেস স্টিলের উপর প্রলিপ্ত দুটি জিওলাইটের কর্মক্ষমতা পরীক্ষা করেছে।যাইহোক, এই পদ্ধতি শুধুমাত্র নির্দিষ্ট adsorbents সঙ্গে কাজ করে, যা আঠালো সঙ্গে আবরণ একটি আকর্ষণীয় বিকল্প করে তোলে।বাইন্ডার হল প্যাসিভ পদার্থ যা সরবেন্ট আনুগত্য এবং/অথবা ভর স্থানান্তর সমর্থন করার জন্য বেছে নেওয়া হয়, কিন্তু শোষণ বা পরিবাহিতা বৃদ্ধিতে কোন ভূমিকা পালন করে না।ফ্রেনি এট আল।AQSOA-Z02 জিওলাইট সহ 7 প্রলিপ্ত অ্যালুমিনিয়াম হিট এক্সচেঞ্জার একটি কাদামাটি-ভিত্তিক বাইন্ডারের সাথে স্থিতিশীল।Calabrese et al.8 পলিমারিক বাইন্ডারের সাথে জিওলাইট আবরণের প্রস্তুতি নিয়ে গবেষণা করেছে।আম্মান এট আল.৯ পলিভিনাইল অ্যালকোহলের চৌম্বকীয় মিশ্রণ থেকে ছিদ্রযুক্ত জিওলাইট আবরণ প্রস্তুত করার জন্য একটি পদ্ধতি প্রস্তাব করেছেন।অ্যালুমিনা (অ্যালুমিনা) অ্যাডসরবারে বাইন্ডার 10 হিসাবেও ব্যবহৃত হয়।আমাদের জানা মতে, সেলুলোজ এবং হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ শুধুমাত্র শারীরিক শোষণকারী 11,12 এর সাথে একত্রে ব্যবহৃত হয়।কখনও কখনও পেইন্টের জন্য আঠালো ব্যবহার করা হয় না, তবে 13 এর নিজস্ব কাঠামো তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।একাধিক লবণ হাইড্রেটের সাথে অ্যালজিনেট পলিমার ম্যাট্রিক্সের সংমিশ্রণ নমনীয় যৌগিক পুঁতির কাঠামো তৈরি করে যা শুকানোর সময় ফুটো প্রতিরোধ করে এবং পর্যাপ্ত ভর স্থানান্তর প্রদান করে।কম্পোজিট 15,16,17 তৈরির জন্য বেন্টোনাইট এবং অ্যাটাপুলগাইটের মতো কাদামাটি বাইন্ডার হিসাবে ব্যবহার করা হয়েছে।ইথাইলসেলুলোজ ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড 18 বা সোডিয়াম সালফাইড 19 কে মাইক্রোএনক্যাপসুলেট করতে ব্যবহৃত হয়েছে।
একটি ছিদ্রযুক্ত ধাতব কাঠামো সহ যৌগিক হিট এক্সচেঞ্জার এবং প্রলিপ্ত হিট এক্সচেঞ্জারগুলিতে বিভক্ত করা যেতে পারে।এই কাঠামোর সুবিধা হল উচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠ এলাকা।এর ফলে একটি জড় ভর যোগ না করে শোষণকারী এবং ধাতুর মধ্যে একটি বৃহত্তর যোগাযোগের পৃষ্ঠ তৈরি হয়, যা হিমায়ন চক্রের সামগ্রিক কার্যকারিতা হ্রাস করে।ল্যাং এট আল।20 একটি অ্যালুমিনিয়াম মধুচক্র গঠন সহ একটি জিওলাইট অ্যাডজরবারের সামগ্রিক পরিবাহিতা উন্নত করেছে।Gillerminot et al.21 তামা এবং নিকেল ফেনা সহ NaX জিওলাইট স্তরগুলির তাপ পরিবাহিতা উন্নত করেছে।যদিও কম্পোজিটগুলি ফেজ পরিবর্তনের উপকরণ (পিসিএম) হিসাবে ব্যবহার করা হয়, লি এট আল-এর ফলাফল।22 এবং ঝাও এট আল।23 রসায়নের জন্যও আগ্রহের বিষয়।তারা প্রসারিত গ্রাফাইট এবং ধাতব ফোমের কর্মক্ষমতা তুলনা করে এবং এই সিদ্ধান্তে উপনীত হয় যে ক্ষয় একটি সমস্যা না হলেই পরবর্তীটি পছন্দনীয়।পালোম্বা এট আল।সম্প্রতি অন্যান্য ধাতব ছিদ্রযুক্ত কাঠামোর তুলনা করেছে24.ভ্যান ডের পাল এট আল।ফেনা 25 এ এমবেড করা ধাতব লবণ অধ্যয়ন করেছেন।পূর্ববর্তী সমস্ত উদাহরণগুলি কণা শোষণকারীর ঘন স্তরগুলির সাথে মিলে যায়।ধাতব ছিদ্রযুক্ত কাঠামো কার্যত আবরণ adsorbers ব্যবহার করা হয় না, যা একটি আরো সর্বোত্তম সমাধান.জিওলাইটের সাথে আবদ্ধ হওয়ার উদাহরণ Wittstadt et al-এ পাওয়া যাবে।26 কিন্তু উচ্চ শক্তির ঘনত্ব থাকা সত্ত্বেও লবণ হাইড্রেটকে আবদ্ধ করার কোনো প্রচেষ্টা করা হয়নি 27।
সুতরাং, শোষণকারী আবরণ প্রস্তুত করার জন্য তিনটি পদ্ধতি এই নিবন্ধে অন্বেষণ করা হবে: (1) বাইন্ডার আবরণ, (2) সরাসরি প্রতিক্রিয়া, এবং (3) পৃষ্ঠ চিকিত্সা।পূর্বে রিপোর্ট করা স্থিতিশীলতা এবং শারীরিক শোষণকারীর সংমিশ্রণে ভাল আবরণ আনুগত্যের কারণে হাইড্রোক্সাইথাইল সেলুলোজ এই কাজে পছন্দের বাইন্ডার ছিল।এই পদ্ধতিটি প্রাথমিকভাবে সমতল আবরণের জন্য তদন্ত করা হয়েছিল এবং পরে ধাতব ফাইবার কাঠামোতে প্রয়োগ করা হয়েছিল।পূর্বে, শোষণকারী আবরণ গঠনের সাথে রাসায়নিক বিক্রিয়ার সম্ভাবনার একটি প্রাথমিক বিশ্লেষণ রিপোর্ট করা হয়েছিল।পূর্ববর্তী অভিজ্ঞতা এখন ধাতব ফাইবার কাঠামোর আবরণে স্থানান্তরিত হচ্ছে।এই কাজের জন্য নির্বাচিত পৃষ্ঠ চিকিত্সা অ্যালুমিনিয়াম anodizing উপর ভিত্তি করে একটি পদ্ধতি.অ্যালুমিনিয়াম অ্যানোডাইজিং সফলভাবে নান্দনিক উদ্দেশ্যে ধাতু লবণের সাথে মিলিত হয়েছে29।এই ক্ষেত্রে, খুব স্থিতিশীল এবং জারা-প্রতিরোধী আবরণ প্রাপ্ত করা যেতে পারে।যাইহোক, তারা কোন শোষণ বা শোষণ প্রক্রিয়া চালাতে পারে না।এই কাগজটি এই পদ্ধতির একটি বৈকল্পিক উপস্থাপন করে যা মূল প্রক্রিয়ার আঠালো বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে ভরকে সরানোর অনুমতি দেয়।আমাদের সর্বোত্তম জ্ঞান অনুসারে, এখানে বর্ণিত পদ্ধতিগুলির কোনওটিই আগে অধ্যয়ন করা হয়নি।তারা একটি খুব আকর্ষণীয় নতুন প্রযুক্তির প্রতিনিধিত্ব করে কারণ তারা হাইড্রেটেড শোষণকারী আবরণ গঠনের অনুমতি দেয়, যার ঘন ঘন অধ্যয়ন করা শারীরিক শোষণকারীর তুলনায় অনেকগুলি সুবিধা রয়েছে।
এই পরীক্ষাগুলির জন্য সাবস্ট্রেট হিসাবে ব্যবহৃত স্ট্যাম্পযুক্ত অ্যালুমিনিয়াম প্লেটগুলি চেক প্রজাতন্ত্রের ALINVEST Břidličná দ্বারা সরবরাহ করা হয়েছিল।এগুলিতে 98.11% অ্যালুমিনিয়াম, 1.3622% লোহা, 0.3618% ম্যাঙ্গানিজ এবং তামা, ম্যাগনেসিয়াম, সিলিকন, টাইটানিয়াম, জিঙ্ক, ক্রোমিয়াম এবং নিকেলের চিহ্ন রয়েছে।
কম্পোজিট তৈরির জন্য নির্বাচিত উপকরণগুলি তাদের থার্মোডাইনামিক বৈশিষ্ট্য অনুসারে নির্বাচন করা হয়, যথা, 120 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নীচে তাপমাত্রায় তারা যে পরিমাণ জল শোষণ/শোষণ করতে পারে তার উপর নির্ভর করে।
ম্যাগনেসিয়াম সালফেট (MgSO4) সবচেয়ে আকর্ষণীয় এবং অধ্যয়ন করা হাইড্রেটেড লবণগুলির মধ্যে একটি 30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41৷থার্মোডাইনামিক বৈশিষ্ট্যগুলি পদ্ধতিগতভাবে পরিমাপ করা হয়েছে এবং শোষণ হিমায়ন, তাপ পাম্প এবং শক্তি সঞ্চয়ের ক্ষেত্রে প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত বলে প্রমাণিত হয়েছে।শুকনো ম্যাগনেসিয়াম সালফেট CAS-Nr.7487-88-9 99% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Germany) ব্যবহার করা হয়েছিল।
ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড (CaCl2) (H319) আরেকটি ভালভাবে অধ্যয়ন করা লবণ কারণ এর হাইড্রেটের আকর্ষণীয় তাপগতিগত বৈশিষ্ট্য রয়েছে41,42,43,44।ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড হেক্সাহাইড্রেট CAS-No.7774-34-7 97% ব্যবহৃত (Grüssing, GmbH, Filsum, Niedersachsen, Germany)।
জিঙ্ক সালফেট (ZnSO4) (H3O2, H318, H410) এবং এর হাইড্রেটগুলির নিম্ন তাপমাত্রার শোষণ প্রক্রিয়ার জন্য উপযুক্ত তাপগতিগত বৈশিষ্ট্য রয়েছে 45,46৷জিঙ্ক সালফেট হেপ্টাহাইড্রেট CAS-Nr.7733-02-0 99.5% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Germany) ব্যবহার করা হয়েছিল।
স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইড (SrCl2) (H318) এরও আকর্ষণীয় থার্মোডাইনামিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে 4,45,47 যদিও এটি প্রায়শই শোষণ তাপ পাম্প বা শক্তি সঞ্চয় গবেষণায় অ্যামোনিয়ার সাথে মিলিত হয়।স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইড হেক্সাহাইড্রেট CAS-Nr.10.476-85-4 99.0–102.0% (সিগমা অ্যালড্রিচ, সেন্ট লুইস, মিসৌরি, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল।
কপার সালফেট (CuSO4) (H302, H315, H319, H410) পেশাদার সাহিত্যে প্রায়শই পাওয়া হাইড্রেটগুলির মধ্যে নেই, যদিও এর তাপগতিগত বৈশিষ্ট্যগুলি নিম্ন তাপমাত্রার প্রয়োগের জন্য আগ্রহের বিষয় 48,49৷কপার সালফেট CAS-Nr.7758-99-8 99% (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল।
ম্যাগনেসিয়াম ক্লোরাইড (MgCl2) হাইড্রেটেড লবণগুলির মধ্যে একটি যা সম্প্রতি তাপ শক্তি সঞ্চয়ের ক্ষেত্রে আরও মনোযোগ পেয়েছে 50,51৷ম্যাগনেসিয়াম ক্লোরাইড হেক্সাহাইড্রেট CAS-Nr.7791-18-6 বিশুদ্ধ ফার্মাসিউটিক্যাল গ্রেড (Aplichem GmbH., Darmstadt, Germany) পরীক্ষার জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল৷
উপরে উল্লিখিত হিসাবে, হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজকে বেছে নেওয়া হয়েছিল অনুরূপ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ইতিবাচক ফলাফলের কারণে।আমাদের সংশ্লেষণে ব্যবহৃত উপাদান হল হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ CAS-Nr 9004-62-0 (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA)।
ধাতব তন্তুগুলি সংকোচন এবং সিন্টারিং দ্বারা একত্রে সংযুক্ত ছোট তার থেকে তৈরি করা হয়, একটি প্রক্রিয়া যা ক্রুসিবল মেল্ট এক্সট্রাকশন (CME)52 নামে পরিচিত।এর মানে হল যে তাদের তাপ পরিবাহিতা শুধুমাত্র উত্পাদনে ব্যবহৃত ধাতুগুলির বাল্ক পরিবাহিতা এবং চূড়ান্ত কাঠামোর ছিদ্রের উপর নির্ভর করে না, তবে থ্রেডগুলির মধ্যে বন্ধনের মানের উপরও নির্ভর করে।তন্তুগুলি আইসোট্রপিক নয় এবং উত্পাদনের সময় একটি নির্দিষ্ট দিকে বিতরণ করার প্রবণতা রয়েছে, যা তির্যক দিকের তাপ পরিবাহিতাকে অনেক কম করে তোলে।
জল শোষণ বৈশিষ্ট্যগুলি একটি ভ্যাকুয়াম প্যাকেজে (Netzsch TG 209 F1 Libra) যুগপত থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষণ (TGA)/ ডিফারেনশিয়াল থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষণ (DTG) ব্যবহার করে তদন্ত করা হয়েছিল।পরিমাপগুলি প্রবাহিত নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডলে 10 মিলি/মিনিটের প্রবাহ হারে এবং অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড ক্রুসিবলে 25 থেকে 150 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রার পরিসরে করা হয়েছিল।গরম করার হার ছিল 1 °C/মিনিট, নমুনার ওজন 10 থেকে 20 মিলিগ্রাম পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়, রেজোলিউশন ছিল 0.1 μg।এই কাজে, এটি লক্ষ করা উচিত যে প্রতি ইউনিট পৃষ্ঠের ভর পার্থক্য একটি বড় অনিশ্চয়তা আছে।টিজিএ-ডিটিজিতে ব্যবহৃত নমুনাগুলি খুব ছোট এবং অনিয়মিতভাবে কাটা হয়, যা তাদের এলাকা নির্ধারণকে ভুল করে তোলে।এই মানগুলি শুধুমাত্র একটি বৃহত্তর এলাকায় এক্সট্রাপোলেট করা যেতে পারে যদি বড় বিচ্যুতিগুলি বিবেচনায় নেওয়া হয়।
একটি ATR প্ল্যাটিনাম আনুষঙ্গিক (Bruker Optik GmbH, Germany) ব্যবহার করে একটি Bruker Vertex 80 v FTIR স্পেকট্রোমিটার (Bruker Optik GmbH, Leipzig, Germany) এ অ্যাটেনুয়েটেড টোটাল রিফ্লেকশন ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম ইনফ্রারেড (ATR-FTIR) স্পেকট্রা অর্জিত হয়েছিল।পরীক্ষামূলক পরিমাপের পটভূমি হিসাবে নমুনাগুলি ব্যবহার করার আগে খাঁটি শুকনো হীরার স্ফটিকগুলির বর্ণালী সরাসরি ভ্যাকুয়ামে পরিমাপ করা হয়েছিল।2 সেমি-1 এর বর্ণালী রেজোলিউশন এবং গড় 32 স্ক্যানের সংখ্যক স্ক্যান ব্যবহার করে নমুনাগুলি ভ্যাকুয়ামে পরিমাপ করা হয়েছিল। 8000 থেকে 500 সেমি-1 পর্যন্ত ওয়েভেনম্বার পরিসীমা।ওপিএস প্রোগ্রাম ব্যবহার করে বর্ণালী বিশ্লেষণ করা হয়েছিল।
2 এবং 5 কেভি ত্বরিত ভোল্টেজে জিস থেকে একটি DSM 982 জেমিনি ব্যবহার করে SEM বিশ্লেষণ করা হয়েছিল।এনার্জি ডিসপারসিভ এক্স-রে স্পেকট্রোস্কোপি (EDX) একটি পেল্টিয়ার কুল্ড সিলিকন ড্রিফ্ট ডিটেক্টর (SSD) সহ একটি থার্মো ফিশার সিস্টেম 7 ব্যবহার করে সঞ্চালিত হয়েছিল।
ধাতব প্লেট তৈরি করা হয়েছিল 53-এ বর্ণিত পদ্ধতির অনুরূপ। প্রথমে, প্লেটটিকে 50% সালফিউরিক অ্যাসিডে নিমজ্জিত করুন।15 মিনিট.তারপরে তারা প্রায় 10 সেকেন্ডের জন্য 1 এম সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড দ্রবণে প্রবর্তিত হয়েছিল।তারপরে নমুনাগুলি প্রচুর পরিমাণে পাতিত জল দিয়ে ধুয়ে নেওয়া হয়েছিল এবং তারপরে 30 মিনিটের জন্য পাতিত জলে ভিজিয়ে রাখা হয়েছিল।প্রাথমিক পৃষ্ঠের চিকিত্সার পরে, নমুনাগুলিকে 3% স্যাচুরেটেড দ্রবণে নিমজ্জিত করা হয়েছিল।এইচইসি এবং লক্ষ্য লবণ।অবশেষে, এগুলি বের করে নিন এবং 60 ডিগ্রি সেলসিয়াসে শুকিয়ে নিন।
অ্যানোডাইজিং পদ্ধতি প্যাসিভ ধাতুতে প্রাকৃতিক অক্সাইড স্তরকে উন্নত এবং শক্তিশালী করে।অ্যালুমিনিয়াম প্যানেলগুলিকে একটি শক্ত অবস্থায় সালফিউরিক অ্যাসিড দিয়ে অ্যানোডাইজ করা হয়েছিল এবং তারপরে গরম জলে সিল করা হয়েছিল।অ্যানোডাইজিং 1 mol/l NaOH (600 s) সহ একটি প্রাথমিক এচিং অনুসরণ করে এবং 1 mol/l HNO3 (60 s) এ নিরপেক্ষকরণের পরে।ইলেক্ট্রোলাইট দ্রবণ হল 2.3 M H2SO4, 0.01 M Al2(SO4)3, এবং 1 M MgSO4 + 7H2O এর মিশ্রণ।1200 সেকেন্ডের জন্য (40 ± 1) °C, 30 mA/cm2 এ অ্যানোডাইজিং করা হয়েছিল।সিলিং প্রক্রিয়াটি বিভিন্ন ব্রাইন দ্রবণে সম্পাদিত হয়েছিল যেমন উপকরণগুলিতে বর্ণিত হয়েছে (MgSO4, CaCl2, ZnSO4, SrCl2, CuSO4, MgCl2)।নমুনাটি 1800 সেকেন্ডের জন্য এটিতে সিদ্ধ করা হয়।
কম্পোজিট উৎপাদনের জন্য তিনটি ভিন্ন পদ্ধতি তদন্ত করা হয়েছে: আঠালো আবরণ, সরাসরি প্রতিক্রিয়া এবং পৃষ্ঠ চিকিত্সা।প্রতিটি প্রশিক্ষণ পদ্ধতির সুবিধা এবং অসুবিধাগুলি পদ্ধতিগতভাবে বিশ্লেষণ এবং আলোচনা করা হয়।ফলাফলগুলি মূল্যায়ন করতে সরাসরি পর্যবেক্ষণ, ন্যানোইমেজিং এবং রাসায়নিক/মূল বিশ্লেষণ ব্যবহার করা হয়েছিল।
লবণ হাইড্রেটের আনুগত্য বাড়ানোর জন্য একটি রূপান্তর পৃষ্ঠ চিকিত্সা পদ্ধতি হিসাবে অ্যানোডাইজিং বেছে নেওয়া হয়েছিল।এই পৃষ্ঠ চিকিত্সা অ্যালুমিনিয়াম পৃষ্ঠের উপর সরাসরি অ্যালুমিনা (অ্যালুমিনা) এর একটি ছিদ্রযুক্ত কাঠামো তৈরি করে।ঐতিহ্যগতভাবে, এই পদ্ধতিতে দুটি পর্যায় রয়েছে: প্রথম পর্যায়ে অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডের একটি ছিদ্রযুক্ত কাঠামো তৈরি করে এবং দ্বিতীয় পর্যায়ে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইডের একটি আবরণ তৈরি করে যা ছিদ্রগুলিকে বন্ধ করে দেয়।নিম্নলিখিত দুটি পদ্ধতি গ্যাস ফেজ অ্যাক্সেস ব্লক ছাড়া লবণ ব্লক করা হয়.প্রথমটিতে ছোট অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড (Al2O3) টিউব ব্যবহার করে একটি মধুচক্র সিস্টেম থাকে যা প্রথম ধাপে শোষণকারী স্ফটিকগুলিকে ধরে রাখতে এবং ধাতব পৃষ্ঠের সাথে এর আনুগত্য বাড়াতে প্রাপ্ত হয়।ফলস্বরূপ মৌচাকের ব্যাস প্রায় 50 এনএম এবং দৈর্ঘ্য 200 এনএম (চিত্র 1a)।পূর্বে উল্লিখিত হিসাবে, এই গহ্বরগুলি সাধারণত অ্যালুমিনা টিউব ফুটন্ত প্রক্রিয়া দ্বারা সমর্থিত Al2O(OH)2 বোহমাইটের একটি পাতলা স্তর দিয়ে দ্বিতীয় ধাপে বন্ধ করা হয়।দ্বিতীয় পদ্ধতিতে, এই সিলিং প্রক্রিয়াটিকে এমনভাবে পরিবর্তিত করা হয় যে লবণের স্ফটিকগুলি বোহমাইট (Al2O(OH)) এর সমানভাবে আচ্ছাদিত স্তরে বন্দী হয়, যা এই ক্ষেত্রে সিল করার জন্য ব্যবহার করা হয় না।দ্বিতীয় পর্যায়টি সংশ্লিষ্ট লবণের একটি স্যাচুরেটেড দ্রবণে সঞ্চালিত হয়।বর্ণিত প্যাটার্নগুলির আকার 50-100 এনএম এবং স্প্ল্যাশড ড্রপের মতো দেখতে (চিত্র 1বি)।সিলিং প্রক্রিয়ার ফলে প্রাপ্ত পৃষ্ঠের একটি বর্ধিত যোগাযোগ এলাকা সহ একটি উচ্চারিত স্থানিক কাঠামো রয়েছে।এই পৃষ্ঠের প্যাটার্ন, তাদের অনেক বন্ধন কনফিগারেশন সহ, লবণ স্ফটিক বহন এবং ধারণ করার জন্য আদর্শ।বর্ণিত উভয় কাঠামোই সত্যিকারের ছিদ্রযুক্ত বলে মনে হয় এবং ছোট গহ্বর রয়েছে যা লবণের হাইড্রেট ধরে রাখার জন্য এবং শোষণকারীর অপারেশনের সময় লবণে বাষ্প শোষণের জন্য উপযুক্ত বলে মনে হয়।যাইহোক, EDX ব্যবহার করে এই পৃষ্ঠতলগুলির প্রাথমিক বিশ্লেষণ বোহমাইটের পৃষ্ঠে ম্যাগনেসিয়াম এবং সালফারের ট্রেস পরিমাণ সনাক্ত করতে পারে, যা অ্যালুমিনা পৃষ্ঠের ক্ষেত্রে সনাক্ত করা যায় না।
নমুনার ATR-FTIR নিশ্চিত করেছে যে উপাদানটি ম্যাগনেসিয়াম সালফেট ছিল (চিত্র 2b দেখুন)।বর্ণালীটি 610–680 এবং 1080–1130 cm–1 তে বৈশিষ্ট্যযুক্ত সালফেট আয়ন শিখর এবং 1600–1700 cm–1 এবং 3200–3800 cm–1 এ বৈশিষ্ট্যযুক্ত জালি জলের শিখর দেখায় (চিত্র 2a, c দেখুন)।)ম্যাগনেসিয়াম আয়নগুলির উপস্থিতি প্রায় বর্ণালী 54 পরিবর্তন করে না।
(a) একটি বোহেমাইট প্রলিপ্ত MgSO4 অ্যালুমিনিয়াম প্লেটের EDX, (b) বোহেমাইট এবং MgSO4 আবরণের ATR-FTIR বর্ণালী, (c) বিশুদ্ধ MgSO4 এর ATR-FTIR বর্ণালী।
শোষণ দক্ষতা বজায় রাখা TGA দ্বারা নিশ্চিত করা হয়েছিল।ডুমুর উপর.3b প্রায় একটি desorption শিখর দেখায়.60°Cএই শিখরটি বিশুদ্ধ লবণের TGA-তে পরিলক্ষিত দুটি শিখরের তাপমাত্রার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ নয় (চিত্র 3a)।শোষণ-শোষণ চক্রের পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা মূল্যায়ন করা হয়েছিল, এবং আর্দ্র বায়ুমণ্ডলে নমুনাগুলি রাখার পরে একই বক্ররেখা পরিলক্ষিত হয়েছিল (চিত্র 3c)।ডিসোর্পশনের দ্বিতীয় পর্যায়ে পরিলক্ষিত পার্থক্যগুলি প্রবাহিত বায়ুমণ্ডলে ডিহাইড্রেশনের ফলাফল হতে পারে, কারণ এটি প্রায়শই অসম্পূর্ণ ডিহাইড্রেশনের দিকে পরিচালিত করে।এই মানগুলি প্রথম ডিওয়াটারিংয়ে আনুমানিক 17.9 g/m2 এবং দ্বিতীয় ডিওয়াটারিংয়ে 10.3 g/m2 এর সাথে মিলে যায়।
বোহেমাইট এবং MgSO4 এর TGA বিশ্লেষণের তুলনা: বিশুদ্ধ MgSO4 (a), মিশ্রণ (b) এবং রিহাইড্রেশনের পরে (c) এর TGA বিশ্লেষণ।
শোষণকারী হিসাবে ক্যালসিয়াম ক্লোরাইডের সাথে একই পদ্ধতিটি করা হয়েছিল।ফলাফল চিত্র 4 এ উপস্থাপিত হয়েছে। পৃষ্ঠের চাক্ষুষ পরিদর্শন ধাতব আভাতে ছোটখাটো পরিবর্তন প্রকাশ করেছে।পশম সবে দৃশ্যমান হয়.SEM পৃষ্ঠের উপর সমানভাবে বিতরণ করা ছোট স্ফটিকগুলির উপস্থিতি নিশ্চিত করেছে।যাইহোক, TGA 150°C এর নিচে কোনো ডিহাইড্রেশন দেখায়নি।এটি TGA দ্বারা সনাক্তকরণের জন্য সাবস্ট্রেটের মোট ভরের তুলনায় লবণের অনুপাত খুব কম হওয়ার কারণে হতে পারে।
অ্যানোডাইজিং পদ্ধতিতে কপার সালফেট আবরণের পৃষ্ঠের চিকিত্সার ফলাফল ডুমুরে দেখানো হয়েছে।5. এই ক্ষেত্রে, আল অক্সাইড কাঠামোতে CuSO4 এর প্রত্যাশিত অন্তর্ভুক্তি ঘটেনি।পরিবর্তে, আলগা সূঁচ পরিলক্ষিত হয় কারণ তারা সাধারণত কপার হাইড্রোক্সাইড Cu(OH)2 এর জন্য ব্যবহৃত হয় যা সাধারণ ফিরোজা রঞ্জকগুলির সাথে ব্যবহৃত হয়।
অ্যানোডাইজড পৃষ্ঠ চিকিত্সা স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইডের সাথে সংমিশ্রণে পরীক্ষা করা হয়েছিল।ফলাফলগুলি অসম কভারেজ দেখিয়েছে (চিত্র 6a দেখুন)।লবণ পুরো পৃষ্ঠকে আচ্ছাদিত করে কিনা তা নির্ধারণ করতে, একটি EDX বিশ্লেষণ করা হয়েছিল।ধূসর এলাকার একটি বিন্দুর বক্ররেখা (চিত্র 6b-এ বিন্দু 1) সামান্য স্ট্রন্টিয়াম এবং প্রচুর অ্যালুমিনিয়াম দেখায়।এটি পরিমাপ করা অঞ্চলে স্ট্রনটিয়ামের একটি কম বিষয়বস্তু নির্দেশ করে, যা পরিবর্তে, স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইডের কম কভারেজ নির্দেশ করে।বিপরীতভাবে, সাদা অংশে স্ট্রন্টিয়ামের পরিমাণ বেশি এবং অ্যালুমিনিয়ামের পরিমাণ কম থাকে (ছবি 6বি-তে পয়েন্ট 2-6)।সাদা অংশের EDX বিশ্লেষণে গাঢ় বিন্দু দেখায় (ছবি 6বি-তে পয়েন্ট 2 এবং 4), ক্লোরিন কম এবং সালফার বেশি।এটি স্ট্রন্টিয়াম সালফেটের গঠন নির্দেশ করতে পারে।উজ্জ্বল বিন্দুগুলি উচ্চ ক্লোরিন সামগ্রী এবং কম সালফার সামগ্রী প্রতিফলিত করে (ছবি 6বি-তে পয়েন্ট 3, 5 এবং 6)।এটি এই সত্য দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে যে সাদা আবরণের প্রধান অংশটি প্রত্যাশিত স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইড নিয়ে গঠিত।নমুনার TGA বিশুদ্ধ স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইড (চিত্র 6c) এর বৈশিষ্ট্যগত তাপমাত্রায় একটি শিখর সহ বিশ্লেষণের ব্যাখ্যা নিশ্চিত করেছে।তাদের ছোট মান ধাতু সমর্থন ভর তুলনায় লবণ একটি ছোট ভগ্নাংশ দ্বারা ন্যায়সঙ্গত করা যেতে পারে.পরীক্ষায় নির্ধারিত ডিসোর্পশন ভর 150 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় অ্যাডজরবারের প্রতি ইউনিট এলাকায় প্রদত্ত 7.3 g/m2 পরিমাণের সাথে মিলে যায়।
ইলোক্সাল-চিকিত্সা করা জিঙ্ক সালফেট আবরণগুলিও পরীক্ষা করা হয়েছিল।ম্যাক্রোস্কোপিকভাবে, আবরণটি একটি খুব পাতলা এবং অভিন্ন স্তর (চিত্র 7a)।যাইহোক, SEM খালি এলাকা দ্বারা পৃথক ছোট স্ফটিক দ্বারা আচ্ছাদিত একটি পৃষ্ঠ এলাকা প্রকাশ করেছে (চিত্র 7b)।আবরণ এবং সাবস্ট্রেটের TGA বিশুদ্ধ লবণের সাথে তুলনা করা হয়েছিল (চিত্র 7c)।খাঁটি লবণ 59.1 ডিগ্রি সেলসিয়াসে একটি অপ্রতিসম শিখর রয়েছে।প্রলিপ্ত অ্যালুমিনিয়াম 55.5°C এবং 61.3°C তাপমাত্রায় দুটি ছোট শিখর দেখায়, যা জিঙ্ক সালফেট হাইড্রেটের উপস্থিতি নির্দেশ করে।পরীক্ষায় প্রকাশিত ভর পার্থক্য 150°C এর ডিহাইড্রেশন তাপমাত্রায় 10.9 g/m2 এর সাথে মিলে যায়।
পূর্ববর্তী প্রয়োগের মতো53, হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ শরবেন্ট আবরণের আনুগত্য এবং স্থায়িত্ব উন্নত করতে বাইন্ডার হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল।উপাদান সামঞ্জস্য এবং শোষণ কর্মক্ষমতা উপর প্রভাব TGA দ্বারা মূল্যায়ন করা হয়েছিল.বিশ্লেষণটি মোট ভরের সাথে সম্পর্কিত হয়, অর্থাৎ নমুনায় একটি আবরণ স্তর হিসাবে ব্যবহৃত একটি ধাতব প্লেট অন্তর্ভুক্ত থাকে।আনুগত্য ISO2409 স্পেসিফিকেশনে সংজ্ঞায়িত ক্রস নচ টেস্টের উপর ভিত্তি করে একটি পরীক্ষা দ্বারা পরীক্ষা করা হয় (স্পেসিফিকেশন বেধ এবং প্রস্থের উপর নির্ভর করে খাঁজ বিচ্ছেদ স্পেসিফিকেশন পূরণ করতে পারে না)।
ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড (CaCl2) (চিত্র 8a দেখুন) দিয়ে প্যানেল প্রলেপ করার ফলে অসম বন্টন হয়েছে, যা ট্রান্সভার্স নচ পরীক্ষার জন্য ব্যবহৃত বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম আবরণে পরিলক্ষিত হয়নি।বিশুদ্ধ CaCl2-এর ফলাফলের তুলনায়, TGA (চিত্র 8b) দেখায় যে দুটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত শিখর যথাক্রমে 40 এবং 20°C এর নিম্ন তাপমাত্রার দিকে স্থানান্তরিত হয়েছে।ক্রস-সেকশন পরীক্ষাটি উদ্দেশ্যমূলক তুলনা করার অনুমতি দেয় না কারণ বিশুদ্ধ CaCl2 নমুনা (চিত্র 8c-এ ডানদিকের নমুনা) হল একটি গুঁড়ো অবক্ষেপ, যা শীর্ষস্থানীয় কণাগুলিকে সরিয়ে দেয়।HEC ফলাফল সন্তোষজনক আনুগত্য সহ একটি খুব পাতলা এবং অভিন্ন আবরণ দেখিয়েছে।ডুমুর দেখানো ভর পার্থক্য.8b 150 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় adsorber এর প্রতি ইউনিট এলাকা 51.3 g/m2 এর সাথে মিলে যায়।
আনুগত্য এবং অভিন্নতার ক্ষেত্রে ইতিবাচক ফলাফল ম্যাগনেসিয়াম সালফেট (MgSO4) দিয়েও পাওয়া গেছে (চিত্র 9 দেখুন)।আবরণের শোষণ প্রক্রিয়ার বিশ্লেষণে প্রায় এক শিখরের উপস্থিতি দেখা গেছে।60°Cএই তাপমাত্রা বিশুদ্ধ লবণের ডিহাইড্রেশনে দেখা প্রধান ডিসোর্পশন ধাপের সাথে মিলে যায়, যা 44 ডিগ্রি সেলসিয়াসে আরেকটি ধাপের প্রতিনিধিত্ব করে।এটি হেক্সাহাইড্রেট থেকে পেন্টাহাইড্রেটের রূপান্তরের সাথে মিলে যায় এবং বাইন্ডারের সাথে আবরণের ক্ষেত্রে এটি পরিলক্ষিত হয় না।বিশুদ্ধ লবণ ব্যবহার করে তৈরি আবরণের তুলনায় ক্রস সেকশন পরীক্ষাগুলি উন্নত বিতরণ এবং আনুগত্য দেখায়।TGA-DTC-তে পরিলক্ষিত ভরের পার্থক্য 150°C তাপমাত্রায় অ্যাডসরবারের প্রতি ইউনিট এলাকা 18.4 g/m2 এর সাথে মিলে যায়।
পৃষ্ঠের অনিয়মের কারণে, স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইড (SrCl2) এর পাখনায় একটি অসম আবরণ রয়েছে (চিত্র 10a)।যাইহোক, ট্রান্সভার্স নচ পরীক্ষার ফলাফল উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত আনুগত্য (চিত্র 10c) সহ অভিন্ন বন্টন দেখিয়েছে।TGA বিশ্লেষণে ওজনে খুব ছোট পার্থক্য দেখা গেছে, যা অবশ্যই ধাতব স্তরের তুলনায় লবণের পরিমাণ কম হওয়ার কারণে হতে হবে।যাইহোক, বক্ররেখার ধাপগুলি একটি ডিহাইড্রেশন প্রক্রিয়ার উপস্থিতি দেখায়, যদিও শীর্ষটি বিশুদ্ধ লবণের বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করার সময় প্রাপ্ত তাপমাত্রার সাথে সম্পর্কিত।ডুমুরে 110°C এবং 70.2°C তাপমাত্রার শিখর দেখা যায়।বিশুদ্ধ লবণ বিশ্লেষণ করার সময় 10b পাওয়া গেছে।যাইহোক, 50 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বিশুদ্ধ লবণে পরিলক্ষিত প্রধান ডিহাইড্রেশন ধাপটি বাইন্ডার ব্যবহার করে বক্ররেখায় প্রতিফলিত হয়নি।বিপরীতে, বাইন্ডার মিশ্রণটি 20.2°C এবং 94.1°C-তে দুটি শিখর দেখিয়েছে, যেগুলি বিশুদ্ধ লবণের জন্য পরিমাপ করা হয়নি (চিত্র 10b)।150 °C তাপমাত্রায়, পরিলক্ষিত ভর পার্থক্য 7.2 g/m2 প্রতি একক এলাকা adsorber এর সাথে মিলে যায়।
HEC এবং জিঙ্ক সালফেট (ZnSO4) এর সংমিশ্রণ গ্রহণযোগ্য ফলাফল দেয়নি (চিত্র 11)।প্রলিপ্ত ধাতুর TGA বিশ্লেষণ কোনো ডিহাইড্রেশন প্রক্রিয়া প্রকাশ করেনি।যদিও আবরণের বন্টন এবং আনুগত্য উন্নত হয়েছে, এর বৈশিষ্ট্যগুলি এখনও সর্বোত্তম থেকে অনেক দূরে।
একটি পাতলা এবং অভিন্ন স্তর দিয়ে ধাতব তন্তুগুলিকে আবরণ করার সবচেয়ে সহজ উপায় হল ভেজা গর্ভধারণ (চিত্র 12a), যার মধ্যে রয়েছে লক্ষ্য লবণের প্রস্তুতি এবং জলীয় দ্রবণ দিয়ে ধাতব তন্তুগুলির গর্ভধারণ।
ভেজা গর্ভধারণের জন্য প্রস্তুতি নেওয়ার সময়, দুটি প্রধান সমস্যা সম্মুখীন হয়।একদিকে, লবণাক্ত দ্রবণের পৃষ্ঠের টান ছিদ্রযুক্ত কাঠামোতে তরলকে সঠিকভাবে অন্তর্ভুক্ত করতে বাধা দেয়।বাইরের পৃষ্ঠে স্ফটিককরণ (চিত্র 12d) এবং কাঠামোর ভিতরে আটকে থাকা বায়ু বুদবুদগুলি (চিত্র 12c) শুধুমাত্র পৃষ্ঠের উত্তেজনা কমিয়ে এবং পাতিত জল দিয়ে নমুনাটিকে প্রাক-ভেজা করেই কমানো যেতে পারে।কাঠামোর মধ্যে বায়ু খালি করে বা কাঠামোর মধ্যে একটি দ্রবণ প্রবাহ তৈরি করে নমুনায় জোরপূর্বক দ্রবীভূত করা কাঠামোর সম্পূর্ণ ভরাট নিশ্চিত করার অন্যান্য কার্যকর উপায়।
প্রস্তুতির সময় দ্বিতীয় সমস্যাটি ছিল লবণের অংশ থেকে ফিল্ম অপসারণ (চিত্র 12বি দেখুন)।এই ঘটনাটি দ্রবীভূত পৃষ্ঠে একটি শুষ্ক আবরণ গঠনের দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা সংবহনশীলভাবে উদ্দীপিত শুকানো বন্ধ করে এবং প্রসারিত উদ্দীপিত প্রক্রিয়া শুরু করে।দ্বিতীয় প্রক্রিয়াটি প্রথমটির চেয়ে অনেক ধীর।ফলস্বরূপ, একটি যুক্তিসঙ্গত শুকানোর সময়ের জন্য একটি উচ্চ তাপমাত্রা প্রয়োজন, যা নমুনার ভিতরে বুদবুদ গঠনের ঝুঁকি বাড়ায়।ঘনত্ব পরিবর্তনের (বাষ্পীভবন) উপর ভিত্তি করে নয় বরং তাপমাত্রার পরিবর্তনের উপর ভিত্তি করে স্ফটিককরণের একটি বিকল্প পদ্ধতি প্রবর্তনের মাধ্যমে এই সমস্যাটি সমাধান করা হয়েছে (যেমন চিত্র 13-এ MgSO4 এর উদাহরণে)।
MgSO4 ব্যবহার করে কঠিন এবং তরল পর্যায়গুলির শীতলকরণ এবং পৃথকীকরণের সময় স্ফটিককরণ প্রক্রিয়ার পরিকল্পিত উপস্থাপনা।
এই পদ্ধতি ব্যবহার করে স্যাচুরেটেড লবণের দ্রবণ ঘরের তাপমাত্রায় (HT) বা তার উপরে প্রস্তুত করা যেতে পারে।প্রথম ক্ষেত্রে, কক্ষ তাপমাত্রার নিচে তাপমাত্রা কমিয়ে স্ফটিককরণ বাধ্যতামূলক করা হয়েছিল।দ্বিতীয় ক্ষেত্রে, নমুনাটি ঘরের তাপমাত্রায় (আরটি) ঠান্ডা হলে স্ফটিককরণ ঘটে।ফলাফল হল স্ফটিক (B) এবং দ্রবীভূত (A) এর মিশ্রণ, যার তরল অংশ সংকুচিত বায়ু দ্বারা সরানো হয়।এই পদ্ধতিটি শুধুমাত্র এই হাইড্রেটগুলির উপর একটি ফিল্ম গঠন এড়ায় না, তবে অন্যান্য কম্পোজিটগুলির প্রস্তুতির জন্য প্রয়োজনীয় সময়ও হ্রাস করে।যাইহোক, সংকুচিত বায়ু দ্বারা তরল অপসারণ লবণের অতিরিক্ত স্ফটিককরণের দিকে পরিচালিত করে, যার ফলে একটি ঘন আবরণ হয়।
আরেকটি পদ্ধতি যা ধাতব পৃষ্ঠের আবরণে ব্যবহার করা যেতে পারে রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে লক্ষ্য লবণের সরাসরি উৎপাদন জড়িত।পাখনা এবং টিউবের ধাতব পৃষ্ঠগুলিতে অ্যাসিডের প্রতিক্রিয়া দ্বারা তৈরি প্রলিপ্ত হিট এক্সচেঞ্জারগুলির অনেকগুলি সুবিধা রয়েছে, যেমন আমাদের পূর্ববর্তী গবেষণায় রিপোর্ট করা হয়েছে।ফাইবারগুলিতে এই পদ্ধতির প্রয়োগ প্রতিক্রিয়ার সময় গ্যাস গঠনের কারণে খুব খারাপ ফলাফলের দিকে পরিচালিত করে।প্রোবের ভিতরে হাইড্রোজেন গ্যাস বুদবুদের চাপ তৈরি হয় এবং পণ্যটি বের হওয়ার সাথে সাথে স্থানান্তরিত হয় (চিত্র 14a)।
লেপের পুরুত্ব এবং বন্টন ভালভাবে নিয়ন্ত্রণ করার জন্য একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে আবরণটি সংশোধন করা হয়েছে।এই পদ্ধতিতে নমুনার মধ্য দিয়ে একটি অ্যাসিড কুয়াশা প্রবাহিত করা জড়িত (চিত্র 14b)।এটি সাবস্ট্রেট ধাতুর সাথে প্রতিক্রিয়া দ্বারা একটি অভিন্ন আবরণে পরিণত হবে বলে আশা করা হচ্ছে।ফলাফল সন্তোষজনক ছিল, কিন্তু একটি কার্যকর পদ্ধতি (চিত্র 14c) বিবেচনা করার জন্য প্রক্রিয়াটি খুব ধীর ছিল।সংক্ষিপ্ত প্রতিক্রিয়া সময় স্থানীয় গরম দ্বারা অর্জন করা যেতে পারে.
উপরের পদ্ধতিগুলির অসুবিধাগুলি কাটিয়ে উঠতে, আঠালো ব্যবহারের উপর ভিত্তি করে একটি আবরণ পদ্ধতি অধ্যয়ন করা হয়েছে।পূর্ববর্তী বিভাগে উপস্থাপিত ফলাফলের ভিত্তিতে এইচইসি নির্বাচন করা হয়েছিল।সমস্ত নমুনা 3% wt এ প্রস্তুত করা হয়েছিল।বাইন্ডারে লবণ মেশানো হয়।ফাইবারগুলিকে পাঁজরের মতো একই পদ্ধতি অনুসারে প্রিট্রিটেড করা হয়েছিল, অর্থাৎ 50% ভলিউমে ভিজিয়ে রাখা হয়েছিল।15 মিনিটের মধ্যে।সালফিউরিক অ্যাসিড, তারপর সোডিয়াম হাইড্রক্সাইডে 20 সেকেন্ডের জন্য ভিজিয়ে, পাতিত জলে ধুয়ে অবশেষে 30 মিনিটের জন্য পাতিত জলে ভিজিয়ে রাখা হয়।এই ক্ষেত্রে, গর্ভধারণের আগে একটি অতিরিক্ত পদক্ষেপ যোগ করা হয়েছিল।একটি পাতলা লক্ষ্য লবণ দ্রবণে নমুনাটিকে সংক্ষেপে ডুবিয়ে রাখুন এবং প্রায় 60 ডিগ্রি সেলসিয়াসে শুকিয়ে নিন।প্রক্রিয়াটি ধাতুর পৃষ্ঠকে সংশোধন করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, নিউক্লিয়েশন সাইট তৈরি করে যা চূড়ান্ত পর্যায়ে আবরণের বিতরণকে উন্নত করে।আঁশযুক্ত কাঠামোর একটি দিক রয়েছে যেখানে ফিলামেন্টগুলি পাতলা এবং শক্তভাবে প্যাক করা হয় এবং বিপরীত দিকে যেখানে ফিলামেন্টগুলি ঘন এবং কম বিতরণ করা হয়।এটি 52টি উত্পাদন প্রক্রিয়ার ফলাফল।
ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড (CaCl2) এর ফলাফলগুলি সারণী 1-এ ছবির সাথে সংক্ষিপ্ত এবং চিত্রিত করা হয়েছে। ইনোকুলেশনের পরে ভাল কভারেজ।এমনকি পৃষ্ঠে কোন দৃশ্যমান স্ফটিক নেই এমন স্ট্র্যান্ডগুলি ধাতব প্রতিফলন হ্রাস করেছিল, যা ফিনিশের পরিবর্তনকে নির্দেশ করে।যাইহোক, নমুনাগুলিকে CaCl2 এবং HEC-এর জলীয় মিশ্রণ দিয়ে গর্ভধারণ করার পরে এবং প্রায় 60 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় শুকানোর পরে, আবরণগুলি কাঠামোর সংযোগস্থলে কেন্দ্রীভূত হয়েছিল।এটি সমাধানের পৃষ্ঠ টান দ্বারা সৃষ্ট একটি প্রভাব।ভেজানোর পরে, তরলটি তার পৃষ্ঠের টানের কারণে নমুনার ভিতরে থাকে।মূলত এটি কাঠামোর সংযোগস্থলে ঘটে।নমুনার সেরা দিকে লবণে ভরা বেশ কয়েকটি গর্ত রয়েছে।আবরণের পরে ওজন 0.06 g/cm3 বৃদ্ধি পেয়েছে।
ম্যাগনেসিয়াম সালফেট (MgSO4) দিয়ে আবরণ প্রতি ইউনিট আয়তনে বেশি লবণ উৎপন্ন করে (সারণী 2)।এই ক্ষেত্রে, পরিমাপকৃত বৃদ্ধি হল 0.09 g/cm3।বীজ বপন প্রক্রিয়ার ফলে ব্যাপক নমুনা কভারেজ হয়েছে।আবরণ প্রক্রিয়ার পরে, লবণ নমুনার পাতলা দিকের বড় অংশগুলিকে ব্লক করে।উপরন্তু, ম্যাটের কিছু এলাকায় ব্লক করা হয়, কিন্তু কিছু porosity বজায় রাখা হয়।এই ক্ষেত্রে, কাঠামোর সংযোগস্থলে লবণের গঠন সহজেই পরিলক্ষিত হয়, এটি নিশ্চিত করে যে আবরণ প্রক্রিয়াটি মূলত তরলের পৃষ্ঠের টানের কারণে, এবং লবণ এবং ধাতব স্তরের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া নয়।
স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইড (SrCl2) এবং HEC এর সংমিশ্রণের ফলাফলগুলি পূর্ববর্তী উদাহরণগুলির অনুরূপ বৈশিষ্ট্যগুলি দেখিয়েছে (সারণী 3)।এই ক্ষেত্রে, নমুনার পাতলা দিকটি প্রায় সম্পূর্ণরূপে আচ্ছাদিত।শুধুমাত্র পৃথক ছিদ্র দৃশ্যমান হয়, নমুনা থেকে বাষ্প মুক্তির ফলে শুকানোর সময় গঠিত হয়।ম্যাট সাইডে যে প্যাটার্নটি পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে সেটি আগের কেসের মতোই, এলাকাটি লবণ দিয়ে অবরুদ্ধ করা হয়েছে এবং ফাইবারগুলি সম্পূর্ণরূপে আবৃত নয়।
হিট এক্সচেঞ্জারের তাপীয় কার্যকারিতার উপর তন্তুযুক্ত কাঠামোর ইতিবাচক প্রভাব মূল্যায়ন করার জন্য, প্রলিপ্ত তন্তুযুক্ত কাঠামোর কার্যকর তাপ পরিবাহিতা নির্ধারণ করা হয়েছিল এবং বিশুদ্ধ আবরণ উপাদানের সাথে তুলনা করা হয়েছিল।তাপ পরিবাহিতা ASTM D 5470-2017 অনুযায়ী চিত্র 15a-এ দেখানো ফ্ল্যাট প্যানেল ডিভাইস ব্যবহার করে পরিচিত তাপ পরিবাহিতা সহ একটি রেফারেন্স উপাদান ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়েছিল।অন্যান্য ক্ষণস্থায়ী পরিমাপ পদ্ধতির তুলনায়, এই নীতিটি বর্তমান গবেষণায় ব্যবহৃত ছিদ্রযুক্ত উপকরণগুলির জন্য সুবিধাজনক, যেহেতু পরিমাপগুলি স্থির অবস্থায় এবং পর্যাপ্ত নমুনা আকারের সাথে সঞ্চালিত হয় (বেস এলাকা 30 × 30 মিমি 2, উচ্চতা প্রায় 15 মিমি)।বিশুদ্ধ আবরণ উপাদান (রেফারেন্স) এবং প্রলিপ্ত ফাইবার কাঠামোর নমুনাগুলি অ্যানিসোট্রপিক তাপ পরিবাহিতার প্রভাব মূল্যায়ন করার জন্য ফাইবারের দিক এবং ফাইবারের দিকে লম্বভাবে পরিমাপের জন্য প্রস্তুত করা হয়েছিল।নমুনা তৈরির কারণে পৃষ্ঠের রুক্ষতার প্রভাব কমানোর জন্য নমুনাগুলিকে পৃষ্ঠের (P320 গ্রিট) উপর স্থল ছিল, যা নমুনার মধ্যে গঠন প্রতিফলিত করে না।