Spas ji bo serdana Nature.com.Guhertoya geroka ku hûn bikar tînin piştgirîya CSS-ê sînordar e.Ji bo ezmûna çêtirîn, em pêşniyar dikin ku hûn gerokek nûvekirî bikar bînin (an jî Moda Lihevhatinê ya di Internet Explorer de neçalak bikin).Di vê navberê de, ji bo misogerkirina piştgirîya domdar, em ê malperê bê şêwaz û JavaScript pêşkêş bikin.
Parçeya bazarê ya pergalên sarincokê yên adsorption û pompeyên germê li gorî pergalên kompresorên kevneşopî hîn jî hindik e.Tevî avantajên mezin ên karanîna germa erzan (li şûna xebata elektrîkê ya biha), pêkanîna pergalên ku li ser prensîbên adsorpsiyonê têne damezrandin hîn jî bi çend sepanên taybetî ve sînorkirî ye.Kêmasiya sereke ya ku divê were rakirin kêmbûna hêza taybetî ye ji ber guheztina germî ya kêm û aramiya kêm a adsorbent.Pergalên sarincokê yên adsorbasyona bazirganî ya heyî ya hunerî li ser bingeha adsorberên ku li ser veguhezerên germê yên plakeyê hatine pêçandin têne çêkirin ku kapasîteya sarbûnê xweştir bikin.Encam baş têne zanîn ku kêmbûna qalindahiya pêlê dibe sedema kêmbûna impedansê veguheztina girseyê, û zêdekirina qada rûberê berbi rêjeyê ya strukturên guhezbar hêzê zêde dike bêyî ku karîgeriyê tawîz bike.Têlên metal ên ku di vê xebatê de têne bikar anîn dikarin rûberek taybetî di navbera 2500-50,000 m2 / m3 de peyda bikin.Sê rêbazên ji bo bidestxistina pêlên pir tenik lê bi îstîqrar ên hîdratên xwê yên li ser rûberên metal, di nav de fîbên metal, ji bo hilberîna cil û bergan, yekem car guhezkarek germê ya bi tîrêjiya hêza bilind nîşan dide.Tedawiya rûkalê ya ku li ser bingeha anodîzasyona aluminum-ê ye tê hilbijartin da ku têkiliyek bihêztir di navbera xêz û substratê de çêbike.Mîkrostruktura rûbera encam bi karanîna mîkroskopa elektronê ya şopandinê hate analîz kirin.Refleksiyona tevahî ya kêmbûyî Spektroskopiya infrared a veguherîna Fourier û spektroskopiya tîrêjê ya belavkirina enerjiyê hate bikar anîn da ku hebûna celebê xwestinê di ceribandinê de were kontrol kirin.Kapasîteya wan a avakirina hîdrotan bi analîza termogravimetrîk a hevgirtî (TGA) / analîza termogravimetrîkî ya cihêreng (DTG) hate pejirandin.Qalîteya nebaş a li ser 0,07 g (av) / g (kompozît) di pêlava MgSO4 de hate dîtin, li ser 60 °C nîşanên dehydration nîşan dide û piştî rehydrationê ji nû ve tê hilberandin.Encamên erênî jî bi SrCl2 û ZnSO4 bi ferqa girseyê ya bi qasî 0,02 g/g di binê 100 °C de hatin bidestxistin.Hydroxyethylcellulose wekî pêvek hate hilbijartin da ku aramî û girêdana pêlê zêde bike.Taybetmendiyên adsorptive yên hilberan ji hêla TGA-DTG-a hevdemî ve hatin nirxandin û girêdana wan bi rêbazek li ser bingeha ceribandinên ku di ISO2409-ê de têne diyar kirin ve hate destnîşan kirin.Hevgirtin û girêdana pêlava CaCl2 di heman demê de ku kapasîteya xweya adsorbasyonê bi cûdahiya giraniya bi qasî 0.1 g / g di germahiyên di binê 100 °C de diparêze bi girîngî çêtir dibe.Wekî din, MgSO4 şiyana avakirina hîdrotan diparêze, di germahiyên di bin 100 °C de cûdahiyek girseyî ji 0,04 g / g zêdetir nîşan dide.Di dawiyê de, fîberên metal ên pêçandî têne lêkolîn kirin.Encam destnîşan dikin ku guheztina germî ya bi bandor a avahiya fîberê ya ku bi Al2 (SO4)3 ve hatî pêçand dikare 4,7 carî li gorî qebareya Al2 (SO4)3 ya paqij be.Kişandina pêlên lêkolînê bi dîtbarî hate lêkolîn kirin, û avahiya hundurîn bi karanîna wêneyek mîkroskopî ya beşên xaçê hate nirxandin.Kulîlkek ji Al2(SO4)3 bi qalindahiya nêzî 50 μm hate bidestxistin, lê pêdivî ye ku pêvajoyek giştî were xweşbîn kirin da ku bigihîje belavkirinek yekgirtî.
Pergalên adsorptionê di van çend dehsalên borî de gelek bal kişandiye ji ber ku ew alternatîfek jîngehê ya dostane pêşkêşî pompeyên germê yên berhevkirina kevneşopî an pergalên sarincê dikin.Bi bilindbûna standardên rehetiyê û germahiya navînî ya gerdûnî, pergalên adsorpsiyonê dibe ku di pêşerojek nêzîk de girêdayîbûna bi sotemeniyên fosîl kêm bikin.Digel vê yekê, her çêtirkirinek di sarincoka adsorption an pompeyên germbûnê de dikare were veguheztin bo hilanîna enerjiya termal, ku ev yek zêdebûnek di potansiyela karanîna bikêrhatî ya enerjiya bingehîn de destnîşan dike.Feydeya sereke ya pompeyên germê yên adsorpsiyonê û pergalên sarincê ev e ku ew dikarin bi girseya germa kêm bixebitin.Ev wan ji bo çavkaniyên germahiya nizm ên wekî enerjiya rojê an germahiya çolê guncan dike.Di warê serîlêdanên hilanîna enerjiyê de, adsorption li gorî hilanîna germê ya maqûl an dereng xwedan avantaja zencîreya enerjiyê ya bilind û belavbûna kêmtir enerjiyê ye.
Pompeyên germê yên adsorbasyonê û pergalên sarincokê heman çerxa termodinamîk wekî hevpîşeyên xwe yên komkirina buharê dişopînin.Cûdahiya sereke guheztina pêkhateyên kompresorê bi adsorberan e.Element dikare di germahiyên nerm de buhara sarincokê ya tansiyona nizm bişewitîne, tewra dema ku şilav sar be jî sarincek zêde diherike.Pêdivî ye ku sarbûna domdar a adsorber were peyda kirin da ku enthalpiya adsorpsiyonê (exotherm) ji holê rabike.Adsorber di germahiya bilind de ji nû ve tê nûjen kirin, dibe sedem ku buhara sarincokê derbikeve.Germkirin divê berdewam bike da ku enthalpiya desorpsiyonê (endotermîk) peyda bike.Ji ber ku pêvajoyên adsorpsiyonê bi guherînên germahiyê ve têne diyar kirin, tîrêjiya hêza bilind hewcedariya germbûna bilind hewce dike.Lêbelê, guheztina germî ya kêm di pir sepanan de kêmasiya sereke ye.
Pirsgirêka sereke ya rêvegirtinê ev e ku nirxa wê ya navînî zêde bike dema ku rêça veguheztinê ya ku herikîna buharên adsorption/desorption peyda dike biparêze.Ji bo bidestxistina vê yekê du rêgez bi gelemperî têne bikar anîn: veguherînerên germê yên pêkhatî û veguherînerên germê yên pêçandî.Materyalên pêkhatî yên herî populer û serketî ew in ku lêzêdekên karbon-based bikar tînin, ango grafît berbelavkirî, karbona çalakkirî, an fîberên karbonê.Oliveira et al.2 toza grafîtê ya berbelavkirî ya bi klorîdê kalsiyûmê ve hatî hilberandin da ku adsorberek bi kapasîteya sarbûnê ya taybetî (SCP) heya 306 W/kg û rêjeya performansê (COP) heya 0,46 hilberîne.Zajaczkowski et al.3 berhevokek ji grafît, fîbera karbonê û klorîdê kalsiyûmê bi tevahî 15 W/mK berhevokek berfireh pêşniyar kir.Jian et al4 pêkhateyên bi asîda sulfurîk grafîta xwezayî ya berfirehkirî (ENG-TSA) wekî substrate di çerxa sarbûna adsorpsiyonê ya du-qonaxê de ceribandin.Modelê COP ji 0.215 heta 0.285 û SCP ji 161.4 ber 260.74 W / kg pêşbîn kir.
Heya nuha çareseriya herî maqûl guhezkera germê ya pêçandî ye.Mekanîzmayên kişandina van veguhezerên germê dikare li du kategoriyan were dabeş kirin: senteza rasterast û adhesive.Rêbaza herî serketî senteza rasterast e, ku tê de pêkhatina materyalên adsorbing rasterast li ser rûyê veguhezerên germê ji reagentên guncan pêk tê.Sotech5 rêbazek ji bo sentezkirina zeolîta pêçandî ji bo karanîna di rêzek sarkerên ku ji hêla Fahrenheit GmbH ve têne çêkirin de patenta kiriye.Schnabel et al6 performansa du zeolîtên ku li ser pola zengarnegir hatine pêçan ceribandin ceribandin.Lêbelê, ev rêbaz tenê bi adsorbentên taybetî re dixebite, ku pêvekirina bi adhesives alternatîfek balkêş dike.Binder maddeyên pasîf in ku ji bo piştgirîkirina adhezîyona sorbent û/an veguheztina girseyî têne hilbijartin, lê di zêdekirina adsorbasyon an veguheztinê de ti rolek nalîzin.Freni et al.7 veguhezkerên germê yên aluminiumê yên ku bi zeolîta AQSOA-Z02 ve girêdayî ye ku bi binderek-based gil ve hatî stabîl kirin.Calabrese et al.8 amadekirina pêlên zeolîtê bi binderên polîmerî lêkolîn kirin.Ammann et.Alumina (alumina) di adsorberê de jî wekî binder 10 tê bikar anîn.Li gorî zanîna me, seluloz û hîdroksîetîl celluloz tenê bi tevhevkirina bi adsorbentên laşî re têne bikar anîn11,12.Carinan zencîr ji bo boyax nayê bikar anîn, lê ji bo avakirina avahiya 13 bi serê xwe tê bikar anîn.Kombûna matrîsên polîmera algînate bi hîdrotên xwê yên pirjimar re strukturên benderên pêkhatî yên maqûl çêdike ku pêşî li rijandinê di dema zuwakirinê de digire û veguheztina girseyî ya têr peyda dike.Kîsên wekî bentonît û attapulgît ji bo amadekirina pêkhateyan wek girêk hatine bikaranîn15,16,17.Ethylcellulose ji bo mîkroencapsulkirina klorîdê kalsiyûmê18 an sulfîdê sodyûmê19 hatiye bikar anîn.
Pêkhateyên xwedan avahiyek metalê ya porez dikarin li ser veguhezkerên germê yên lêzêdekirî û veguhezkerên germê yên pêçandî werin dabeş kirin.Avantaja van avahiyan qada rûbera taybetî ya bilind e.Ev encam di navbera adsorbent û metalê de rûberek pêwendiyek mezintir bêyî lêzêdekirina girseyek bêserûber, ku karbidestiya giştî ya çerxa sarincê kêm dike.Lang et al.20 guheztina giştî ya adsorberek zeolîtê bi avahiyek hingiv a aluminiumê çêtir kirine.Gillerminot et al.21 bi kef sifir û nîkel ve guheztina germî ya qatên zeolîta NaX çêtir kir.Her çend pêkhate wekî materyalên guhartina qonaxê (PCM) têne bikar anîn, lê dîtinên Li et al.22 û Zhao et al.23 di heman demê de ji bo kîmyosorpsiyonê jî balkêş in.Wan performansa grafît û kefek metalê ya berfireh dan ber hev û encam dan ku ya paşîn tenê ger ku korozyon ne pirsgirêkek be tercîh kirin.Palomba et al.di van demên dawî de strukturên din ên porê yên metalîk dan ber hev24.Van der Pal et al.xwêyên metal ên ku di kefên 25 de hatine bicihkirin lêkolîn kirine.Hemî mînakên berê bi qatên zexm ên adsorbentên perçebûyî re têkildar in.Strukturên porê yên metal bi pratîkî nayên bikar anîn ji bo girtina adsorberan, ku ev çareseriyek çêtirîn e.Mînakek girêdana bi zeolîtan re dikare di Wittstadt et al.26 lê ti hewil nehatiye kirin ku hîdrotên xwê girêbide tevî tansiyona wan a enerjiyê bilind 27.
Bi vî rengî, sê awayên ji bo amadekirina pêlên adsorbent dê di vê gotarê de werin vekolîn: (1) pêlava binder, (2) reaksiyona rasterast, û (3) dermankirina rûvî.Hydroxyethylcellulose di vê xebatê de ji ber îstîqrara berê ya raporkirî û girêdana pêlavê ya baş a bi tevhevbûna bi adsorbentên laşî ve girêka bijartî bû.Ev rêbaz di destpêkê de ji bo xêzên daîreyan hate lêkolîn kirin û paşê li strukturên fîberê metal hate sepandin.Berê, vekolînek pêşîn a li ser îhtîmala reaksiyonên kîmyewî bi damezrandina pêlên adsorbent re hate ragihandin.Tecrûbeya berê naha tê veguheztin bo xêzkirina strukturên fiber metal.Tedawiya rûyê ku ji bo vê xebatê hatî hilbijartin, rêbazek li ser bingeha anodîzasyona aluminum-ê ye.Ji bo mebestên estetîk anodîzasyona aluminiumê bi xwêyên metalê re bi serfirazî hatîye hev kirin29.Di van rewşan de, pêlavên pir bi îstîqrar û berxwedêr ên korozyonê dikarin werin bidestxistin.Lêbelê, ew nikarin ti pêvajoyek adsorption an desorption pêk bînin.Ev kaxez guhertoyek vê nêzîkatiyê pêşkêşî dike ku dihêle ku girse bi karanîna taybetmendiyên adhesive yên pêvajoya orîjînal were veguheztin.Li gorî zanîna me, yek ji wan rêbazên ku li vir hatine vegotin berê nehatine lêkolîn kirin.Ew teknolojiyek nû ya pir balkêş temsîl dikin ji ber ku ew dihêlin ku çêlekên adsorbent ên hîdrokirî çêbibin, ku li ser adsorbentên laşî yên ku pir caran têne lêkolîn kirin xwedan hejmarek avantajên hene.
Peleyên aluminiumê yên morkirî yên ku ji bo van ceribandinan wekî substrat têne bikar anîn ji hêla ALINVEST Břidličná, Komara Çek ve hatine peyda kirin.Di wan de 98,11% aluminium, 1,3622% hesin, 0,3618% manganese û şopên sifir, magnesium, silicon, titanium, zinc, kromium û nîkel hene.
Materyalên ku ji bo çêkirina pêkhateyan têne hilbijartin, li gorî taybetmendiyên termodnamîk ên wan têne hilbijartin, ango li gorî mîqdara ava ku ew dikarin di germahiyên di binê 120 °C de bihelînin/desorbikin.
Sulfatê magnesium (MgSO4) yek ji wan xwêyên hîdrokirî yên herî balkêş û lêkolînkirî ye30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41.Taybetmendiyên termodînamîkî bi rêkûpêk hatine pîvandin û ji bo serîlêdanên di warên sarinckirina adsorption, pompeyên germê û hilanîna enerjiyê de minasib têne dîtin.Sulfate magnesium hişk CAS-Nr.7487-88-9 99% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Almanya) hat bikaranîn.
Klorîdê kalsiyûm (CaCl2) (H319) xwêyek din a ku baş hatî lêkolîn kirin e ji ber ku hîdrota wê xwedan taybetmendiyên termodnamîk ên balkêş e41,42,43,44.Calcium kloride hexahydrate CAS-No.7774-34-7 97% tê bikaranîn (Grüssing, GmbH, Filsum, Niedersachsen, Almanya).
Sulfatê zinc (ZnSO4) (H3O2, H318, H410) û hîdrotên wê xwedan taybetmendiyên termodnamîk in ku ji bo pêvajoyên adsorpsiyonê yên germahiya nizm minasib in45,46.Zinc sulfate heptahydrate CAS-Nr.7733-02-0 99,5% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Almanya) hat bikaranîn.
Strontium kloride (SrCl2) (H318) di heman demê de xwedan taybetmendiyên termodnamîk ên balkêş e4,45,47 her çend ew pir caran di pompeya germê ya adsorption an lêkolîna hilanîna enerjiyê de bi ammoniakê re tête hev kirin.Strontium kloride hexahydrate CAS-Nr.10.476-85-4 99.0-102.0% (Sigma Aldrich, St. Louis, Missouri, USA) ji bo sentezê hate bikar anîn.
Sulfatê sifir (CuSO4) (H302, H315, H319, H410) ne di nav hîdrotên ku pir caran di edebiyata pîşeyî de têne dîtin de ye, her çend taybetmendiyên wê yên termodinamîkî ji bo serîlêdanên germahiya nizm balkêş in48,49.Ji bo sentezê sulfate sifir CAS-Nr.7758-99-8 %99 (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) hate bikar anîn.
Klorîdê Magnesium (MgCl2) yek ji xwêyên hîdrokirî ye ku di van demên dawî de di warê depokirina enerjiya germî de zêdetir bal kişandiye50,51.Ji bo ceribandinan magnesium kloride hexahydrate CAS-Nr.7791-18-6 pola dermansaziya safî (Applichem GmbH., Darmstadt, Almanya) hate bikar anîn.
Wekî ku li jor behs kir, hîdroksîethyl cellulose ji ber encamên erênî yên di serîlêdanên wekhev de hate hilbijartin.Materyalên ku di senteza me de têne bikar anîn hîdroksîetîl seluloza CAS-Nr 9004-62-0 (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) ye.
Têlên metal ji têlên kurt ên ku bi pêlhevkirin û hilgirtinê ve bi hev ve hatine girêdan têne çêkirin, pêvajoyek ku wekî derxistina meltê ya xapînok (CME)52 tê zanîn.Ev tê vê wateyê ku guheztina wan a germî ne tenê bi guheztina mezin a metalên ku di çêkirinê de têne bikar anîn û poroziya avahiya paşîn ve girêdayî ye, lê di heman demê de bi kalîteya girêdanên di navbera têlan de jî girêdayî ye.Fiber ne îzotropîk in û di dema hilberandinê de di rêgezek diyarkirî de têne belav kirin, ku ev rêgeziya germî ya di rêça veguhêz de pir kêmtir dike.
Taybetmendiyên vegirtina avê bi karanîna analîza termogravimetrîk a hevdem (TGA) / analîza termogravimetrîkî ya cihêreng (DTG) di pakêtek valahiya (Netzsch TG 209 F1 Libra) de hate lêkolîn kirin.Pîvandin di atmosferek nîtrojenê ya herikîn de bi rêjeya herikîna 10 ml/min û navberek germahiyê ji 25 heta 150 ° C di firaxên oksîdê aluminium de hatin kirin.Rêjeya germkirinê 1 °C/min bû, giraniya nimûneyê ji 10 heta 20 mg diguhere, çareserî 0.1 μg bû.Di vê xebatê de, divê were zanîn ku cûdahiya girseyê di yekîneya rûberê de nezelaliyek mezin heye.Nimûneyên ku di TGA-DTG-ê de têne bikar anîn pir piçûk in û bi rengek nerêkûpêk têne qut kirin, ku ev yek jî destnîşankirina qada wan nerast dike.Van nirxan tenê dikarin li deverek mezintir werin derxistin heke veguheztinên mezin bêne hesibandin.
Spektrên infrasor ên veguherîna Fourier-a veguheztina tevahî ya qelskirî (ATR-FTIR) li ser spektrometerek Bruker Vertex 80 v FTIR (Bruker Optik GmbH, Leipzig, Almanya) bi karanîna aksesûarek platîn ATR (Bruker Optik GmbH, Almanya) hatin bidestxistin.Spektrên krîstalên elmasê yên hişk ên paqij rasterast di valahiyê de hatin pîvandin berî ku nimûne wekî paşxaneyek ji bo pîvandinên ceribandinê werin bikar anîn.Nimûne di nav valahiyê de bi vebijarka spektral a 2 cm-1 û hejmareke navînî ya şopan 32 hatine pîvandin. Rêjeya jimareya pêlan ji 8000 heta 500 cm-1.Analîza spektral bi bernameya OPUS hate kirin.
Analîzek SEM bi karanîna DSM 982 Gemini ji Zeiss di voltaja bilezkirina 2 û 5 kV de hate kirin.Spektroskopiya belavkirina enerjiyê ya tîrêjê ya X (EDX) bi karanîna Pergalek Thermo Fischer 7 bi detektorek driftê ya silîkonê ya sarkirî ya Peltier (SSD) hate kirin.
Amadekirina lewheyên metal li gorî prosedûra dişibihe ya ku di 53-an de hatî destnîşan kirin hate kirin. Pêşîn, plakê di asîda sulfurîk a %50 de bihelînin.15 deqîqe.Dûv re ew bi qasî 10 çirkeyan ketin nav çareseriya hîdroksîdê sodyûmê 1 M.Dûv re nimûn bi mîqdarek mezin ava serjêkirî hatin şûştin û dûv re 30 deqeyan di nav ava serjêkirî de hatin şûştin.Piştî tedawiya pêşîn a rûkalê, nimûne di nav çareseriyek 3% têrbûyî de têne avêtin.HEC û xwê hedef.Di dawiyê de, wan derxînin û di 60 ° C de hişk bikin.
Rêbaza anodîzasyonê qata oksîda xwezayî ya li ser metala pasîf zêde dike û xurt dike.Panelên aluminiumê bi asîdê sulfurîk di rewşek hişk de anodîze kirin û dûv re di ava germ de hatin girtin.Anodîzasyon bi 1 mol / l NaOH (600 s) re li dû xêzkirinek destpêkê li dûv 1 mol / l HNO3 (60 s) bêbandor kirin.Çareseriya elektrolîtê tevliheviya 2,3 M H2SO4, 0,01 M Al2(SO4)3, û 1 M MgSO4 + 7H2O ye.Anodîzasyon li (40 ± 1) °C, 30 mA / cm2 ji bo 1200 çirke hate kirin.Pêvajoya morkirinê di çareseriyên cûrbecûr ên şînê de wekî ku di materyalan de hatî destnîşan kirin (MgSO4, CaCl2, ZnSO4, SrCl2, CuSO4, MgCl2) hate kirin.Nimûne tê de 1800 saniye tê kelandin.
Sê awayên cihêreng ên ji bo hilberîna pêkhateyan hatine lêkolîn kirin: pêlava adhesive, reaksiyona rasterast, û dermankirina rûvî.Awantaj û dezawantajên her rêbazek perwerdehiyê bi rêkûpêk têne analîz kirin û nîqaş kirin.Çavdêriya rasterast, nanoimaging, û analîzên kîmyewî / elemental hatin bikaranîn ku encaman binirxînin.
Anodîzasyon wekî rêbazek dermankirina rûbera veguheztinê hate hilbijartin da ku adhesiona hîdratên xwê zêde bike.Ev tedawiya rûkalê rasterast li ser rûyê aluminiumê avahiyek porê ya aluminayê (alumina) diafirîne.Bi kevneşopî, ev rêbaz ji du qonaxan pêk tê: qonaxa yekem avahiyek porê ya oksîdê aluminiumê diafirîne, û qonaxa duyemîn jî pêçek hîdroksîdê aluminiumê diafirîne ku poran digire.Li jêr du rêbazên astengkirina xwê bêyî astengkirina gihîştina qonaxa gazê hene.Ya yekem ji pergalek hingiv pêk tê ku bi lûleyên piçûk ên oksîdê aluminiumê (Al2O3) ku di gava yekem de hatî wergirtin bikar tîne da ku krîstalên adsorbent bigire û girêdana wê bi rûberên metal re zêde bike.Hingivên ku di encamê de bi qasî 50 nm û dirêjahiya wan jî 200 nm heye (Hêjî. 1a).Wekî ku berê hate behs kirin, van valahiyan bi gelemperî di gava duyemîn de bi qatek zirav a Al2O(OH)2 boehmite ku ji hêla pêvajoya kelandina lûleya alumina ve tê piştgirî kirin têne girtin.Di rêbaza duyemîn de, ev pêvajoya morkirinê bi vî rengî tê guheztin ku krîstalên xwê di qatek yekgirtî ya boehmite (Al2O(OH)) de, ku di vê rewşê de ji bo morkirinê nayê bikar anîn, têne girtin.Qonaxa duyemîn di çareseriyek têrbûyî ya xwêya têkildar de tête kirin.Nimûneyên diyarkirî xwedî mezinahiyên di navbera 50-100 nm de ne û dişibin dilopên şilbûyî (Hêjî. 1b).Rûyê ku di encama pêvajoya zeliqandinê de hatî bidestxistin xwedan avahiyek cîhêkî diyarkirî ye ku bi qadek pêwendiyê zêde ye.Ev şêweya rûkalê, digel gelek veavakirina girêdana wan, ji bo hilgirtin û girtina krîstalên xwê îdeal e.Her du strukturên ku hatine destnîşan kirin bi rastî poroz xuya dikin û xwedan kavilên piçûk in ku ji bo ragirtina hîdrotên xwê û girtina vaporan li xwê di dema xebitandina adsorber de baş xuya dikin.Lêbelê, analîza elemental a van rûberan bi karanîna EDX dikare mîqdarên magnesium û sulfur li ser rûyê boehmite, ku di bûyerek rûyek alumina de nayên tesbît kirin, tespît bike.
ATR-FTIR ya nimûneyê piştrast kir ku hêman sulfate magnesium bû (binêre Figure 2b).Spectrum lûtkeyên îyonên sulfate yên taybetmendî li 610-680 û 1080-1130 cm-1 û lûtkeyên ava tîrêjê yên taybetmendî li 1600-1700 cm-1 û 3200-3800 cm-1 nîşan dide (binêre Fig. 2a, c).).Hebûna îyonên magnezyûmê hema bêje spektrumê naguherîne54.
(a) EDX ya plakaya aluminiumê ya MgSO4 bi boehmite, (b) spekteyên ATR-FTIR yên boehmite û MgSO4, (c) Spektrên ATR-FTIR ên MgSO4 yên paqij.
Parastina karbidestiya adsorpsiyonê ji hêla TGA ve hate pejirandin.Li ser hêjîrê.3b lûtkeya desorbasyonê bi qasî nêzîkê nîşan dide.60°C.Ev lûtke bi germahiya du lûtkeyên ku di TGA ya xwêya paqij de têne dîtin re nagire (Hêjîrê. 3a).Dubarebûna çerxa adsorption-desorption hate nirxandin, û heman kêşe piştî danîna nimûneyan di atmosferek şil de hate dîtin (Wêne. 3c).Cûdahiyên ku di qonaxa duyemîn a desorpsiyonê de têne dîtin dibe ku encama dehydration di atmosferek diherikin de be, ji ber ku ev pir caran dibe sedema bêhêzbûna bêkêmasî.Van nirxan di avdana yekem de bi qasî 17,9 g/m2 û di avdana duyemîn de 10,3 g/m2 re têkildar in.
Berawirdkirina analîza TGA ya boehmite û MgSO4: Analîzkirina TGA ya MgSO4 ya paqij (a), tevlihev (b) û piştî rehydration (c).
Heman rêbaz bi klorîdê kalsiyûmê wekî adsorbent hate kirin.Encam di jimar 4 de têne pêşkêş kirin. Kontrola dîtbar a rûxê guheztinên piçûk di şewqa metalî de eşkere kir.Kûr bi zehmetî tê dîtin.SEM hebûna krîstalên piçûk ên ku bi rengek wekhev li ser rûyê erdê têne belav kirin piştrast kir.Lêbelê, TGA di binê 150 ° C de dehydration nîşan neda.Dibe ku ev ji ber vê yekê be ku rêjeya xwê li gorî girseya giştî ya substratê ji bo tespîtkirina ji hêla TGA ve pir piçûk e.
Encamên dermankirina rûkalê ya pêlava sulfate ya sifir bi rêbaza anodîzasyonê di hêjîrê de têne xuyang kirin.5. Di vê rewşê de, tevlêbûna bendewar a CuSO4 di nav avahiya oxide Al de pêk nehat.Di şûna wê de, derziyên bêserûber têne dîtin ji ber ku ew bi gelemperî ji bo hîdroksîdê sifir Cu (OH)2 têne bikar anîn ku bi rengên turquoise yên tîpîk têne bikar anîn.
Tedawiya rûyê anodîzekirî di heman demê de bi klorîdê stroncium re jî hate ceribandin.Encaman nixumandina neyeksan nîşan da (binihêre Figure 6a).Ji bo ku diyar bikin ka xwê tevahiya rûyê dorpêç kiriye, analîzek EDX hate kirin.Xalê ji bo xalek li devera gewr (xala 1 di jimar 6b) de hindik stroncium û gelek aluminium nîşan dide.Ev naverokek kêm a strontium di devera pîvandî de destnîşan dike, ku, di encamê de, nizmek nizm a klorîdê strontium destnîşan dike.Berevajî vê, deverên spî xwedî naverokek bilind a strontium û naveroka kêm a aluminium e (xalên 2-6 di Fig. 6b).Analîza EDX ya qada spî nuqteyên tarîtir nîşan dide (xalên 2 û 4 di Xiflteya 6b de), klor kêm û di sulfur de zêde.Ev dibe ku avakirina sulfate strontium nîşan bide.Xalên geştir naveroka klorê ya bilind û naveroka sulfurê ya kêm nîşan dide (xalên 3, 5, û 6 di Fig. 6b).Ev dikare bi vê rastiyê were rave kirin ku beşa sereke ya kincê spî ji klorîdê strontium-ê ya hêvîdar pêk tê.TGA ya nimûneyê şirovekirina analîzê bi lûtkeya germahiya taybetmendiya klorîdê stronciumê safî piştrast kir (Hêjîrê. 6c).Nirxa wan a piçûk dikare li gorî girseya pişta metalê bi perçeyek piçûk a xwê were rastdar kirin.Girseya desorbasyonê ya ku di ceribandinan de hatî destnîşan kirin bi mîqdara 7,3 g/m2 ku ji her yekîneya qada adsorberê di germahiya 150 °C de tê dayîn re têkildar e.
Pêlên sulfate zinc ên ku bi Eloxal ve hatî derman kirin jî hatin ceribandin.Ji hêla makroskopî ve, çîçek pir tenik û yekreng e (Hêl. 7a).Lêbelê, SEM rûberek ku bi krîstalên piçûk ên ku ji hêla deverên vala veqetandî ve hatine veqetandin eşkere kir (Wêne. 7b).TGA ya xêz û substratê bi ya xwêya paqij re hate berhev kirin (Wêne 7c).Xwêya paqij di 59,1°C de lûtkeya asîmetrîk heye.Alumînyûmê pêçandî du lûtkeyên piçûk li 55.5 ° C û 61.3 ° C nîşan da, ku hebûna hîdrote sulfate zinc nîşan dide.Cûdahiya girseyê ya ku di ceribandinê de hate xuyang kirin di germahiya dehîdrabûnê ya 150 °C de bi 10,9 g/m2 re têkildar e.
Mîna ku di serîlêdana berê53 de, hîdroksîetîl cellulose wekî binder hate bikar anîn da ku adhesion û îstîqrara pêlava sorbent baştir bike.Lihevhatina materyal û bandora li ser performansa adsorption ji hêla TGA ve hate nirxandin.Analîz li gorî girseya tevayî tê kirin, ango di nimûneyê de lewheyek metal heye ku wekî substratê xêzkirinê tê bikar anîn.Adhesion bi ceribandinek li ser bingeha ceribandina xalîçeya xaçê ya ku di taybetmendiya ISO2409 de hatî destnîşan kirin ve tê ceribandin (li gorî qelewbûn û firehiya taybetmendiyê nikare pênaseya veqetandina xalî pêk bîne).
Kişandina panelan bi klorîdê kalsiyûmê (CaCl2) (binihêre Fig. 8a) bû sedema belavkirina nehevseng, ku di pêlava alûmînyûmê ya safî ya ku ji bo ceribandina xêzika birêkûpêk hatî bikar anîn de nehat dîtin.Li gorî encamên ji bo CaCl2 safî, TGA (Hêjî. 8b) du lûtkeyên taybetmendiyê nîşan dide ku bi rêzê ve ber bi germahiyên jêrîn ên 40 û 20 °C ve hatine veguheztin.Testa beşa xaçê rê nade berhevdanek objektîf ji ber ku nimûneya pak a CaCl2 (nimûneya li milê rastê di Fig. 8c de) barkêşek tozek e, ku perçeyên herî jorîn jê dike.Encamên HEC-ê pêçek pir zirav û yekgirtî bi adhesionek têrker nîşan dan.Cûdahiya girseyê ku di hêjîrê de tê xuyang kirin.8b bi 51,3 g/m2 per yekîneya qada adsorberê di germahiya 150°C de têkildar e.
Encamên erênî yên di warê adhesion û yekrengiyê de jî bi sulfate magnesium (MgSO4) hatin bidestxistin (binêre Fig. 9).Analîzkirina pêvajoya desorbasyonê ya kincê hebûna yek lûtkeya nêzîkê nîşan da.60°C.Ev germahî bi gavê desorbasyonê ya sereke re ku di dehydration xwêyên paqij de tê dîtin re têkildar e, ku di 44 °C de gavek din temsîl dike.Ew bi veguheztina ji hexahydrate berbi pentahydrate ve têkildar e û di rewşa xêzkirina bi binderan de nayê dîtin.Testên beşa xaçê li gorî pêlavên ku bi karanîna xwêya paqij têne çêkirin, belavkirin û girêdana çêtir nîşan didin.Cûdahiya girseyê ya ku di TGA-DTC de tê dîtin bi 18,4 g/m2 per yekîneya qada adsorberê di germahiya 150 °C de têkildar e.
Ji ber nerêkûpêkiyên rûkalê, klorîdê stroncium (SrCl2) li ser perîşan xwedan pêlekek nehevseng e (Hêl. 10a).Lêbelê, encamên ceribandina tîrêjê ya transversal belavkirina yekreng bi adhesionek girîng a çêtir nîşan da (Wêne. 10c).Analîza TGA di giraniyê de cûdahiyek pir piçûk destnîşan kir, ku divê ji ber naveroka xwê ya kêmtir li gorî substratê metal be.Lêbelê, gavên li ser çolê hebûna pêvajoyek dehîderasyonê nîşan dide, her çend lûtke bi germahiya ku dema ku xwêya paqij tê destnîşan kirin ve girêdayî ye.Pelên di 110°C û 70,2°C de ku di Fig.10b di heman demê de dema ku xwêya paqij tê analîz kirin jî hatin dîtin.Lêbelê, gava bingehîn a dehydration ku di xwêya paqij de di 50 ° C de tê dîtin, di kelûpelên ku binderê bikar tînin de nehat xuyang kirin.Berevajî vê, têkelê binder li 20,2°C û 94,1°C du lûtk nîşan da, ku ji bo xwêya paqij nehatine pîvandin (Hêjîrê. 10b).Di germahiyek 150 °C de, cûdahiya girseya ku tê dîtin ji her yekîneya qada adsorberê 7,2 g/m2 re têkildar e.
Kombûna HEC û sulfate zinc (ZnSO4) encamên qebûl nekir (Wêne 11).Analîza TGA ya metala pêçandî ti pêvajoyên dehydration eşkere nekir.Her çend belavkirin û girêdana pêlê çêtir bûye, taybetmendiyên wê hîn jî ji çêtirîn dûr in.
Awayê herî hêsan ku têlên metal bi qatek tenik û yekreng tê xêzkirin, rijandina şil e (Hêl. 12a), ku tê de amadekirina xwêya mebest û rijandina fîbên metal bi çareseriyek avî pêk tê.
Dema ku amadekariyê ji bo şînbûna şil tê kirin, du pirsgirêkên sereke derdikevin holê.Ji aliyek ve, tansiyona rûkalê ya çareseriya xwê rê li ber tevlêbûna rast a şilê di avahiya poroz de digire.Krîstalîzasyona li ser rûxara derve (Hêl. 12d) û bilbilên hewayê yên ku di hundurê avahîsaziyê de asê mane (Hêjî. 12c) tenê dikarin bi kêmkirina tansiyona rûkalê û pêş-şilkirina nimûneyê bi ava şilkirî kêm bibin.Bi darê zorê hilweşîna di nimûneyê de bi valakirina hewayê di hundurê de an jî bi afirandina herikîna çareseriyê di avahîsaziyê de rêyên din ên bi bandor in ku ji bo dagirtina bêkêmasî ya strukturê.
Pirsgirêka duyemîn ku di dema amadekirinê de rû bi rû hat rakirina fîlimê ji beşek xwê bû (binêre Fig. 12b).Ev diyarde bi çêbûna pêçek hişk a li ser rûbera hilweşandinê, ku zuwakirina bi vekêşandî rawestîne û pêvajoya teşwîqkirina belavbûnê dide destpêkirin.Mekanîzmaya duyemîn ji ya yekem pir hêdîtir e.Wekî encamek, ji bo demek maqûl zuwabûnek germek bilind hewce ye, ku xetera çêbûna bilbilan di hundurê nimûneyê de zêde dike.Ev pirsgirêk bi danasîna rêbazek alternatîf a krîstalîzasyonê ya ku ne li ser guheztina konsantrebûnê (evaporation), lê li ser guheztina germahiyê (wek mînaka MgSO4 di Xiflteya 13-ê de ye) tê çareser kirin.
Nûnertiya şematîkî ya pêvajoya krîstalîzasyonê di dema sarbûn û veqetandina qonaxên hişk û şil de bi karanîna MgSO4.
Çareseriyên xwê yên têrbûyî dikarin bi vê rêbazê li ser germahiya odeyê (HT) an jî li ser wê werin amadekirin.Di doza yekem de, krîstalîzasyon bi daxistina germahiya li jêr germahiya odeyê hate zorê.Di rewşa duyemîn de, krîstalîzasyon çêbû dema ku nimûne li germahiya odeyê (RT) sar bû.Di encamê de tevliheviyek ji krîstalan (B) û (A) veqetandî ye, ku beşa şil a wê bi hewaya pêçandî tê rakirin.Ev nêzîkatî ne tenê ji çêkirina fîlimek li ser van hîdrotan dûr dixe, lê di heman demê de dema ku ji bo amadekirina pêkhateyên din hewce dike jî kêm dike.Lêbelê, rakirina şilavê ji hêla hewaya pêçandî ve dibe sedema krîstalîzasyona zêde ya xwê, û di encamê de pêçek stûrtir çêdibe.
Rêbazek din a ku dikare were bikar anîn ji bo girtina rûberên metalî hilberîna rasterast a xwêyên armancê bi reaksiyonên kîmyewî ve girêdayî ye.Veguhezerên germê yên pêçandî yên ku ji ber reaksiyona asîdên li ser rûberên metal ên fin û lûleyan têne çêkirin, wekî ku di lêkolîna meya berê de hatî ragihandin, gelek avantajên xwe hene.Sepandina vê rêbazê ji bo fiberan ji ber çêbûna gazan di dema reaksiyonê de bû sedema encamên pir xirab.Zexta bilbilên gaza hîdrojenê di hundirê sondayê de çêdibe û dema ku hilber tê derxistin diguhere (Hêjî. 14a).
Kulîlk bi reaksiyonek kîmyewî ve hatî guheztin da ku stûrbûn û belavkirina pêlê çêtir kontrol bike.Ev rêbaz di nav nimûneyê re derbaskirina tîrêjek asîdê ye (Wêne 14b).Tê payîn ku ev yek ji hêla reaksiyonê ya bi metala substratê re bibe paldanek yekgirtî.Encam têrker bûn, lê pêvajo pir hêdî bû ku wekî rêbazek bi bandor were hesibandin (Hêjîra 14c).Demên reaksiyonê yên kurttir dikarin bi germkirina herêmî ve werin bidestxistin.
Ji bo derbaskirina dezawantajên rêbazên jorîn, rêbazek nixumandinê ya ku li ser bingeha karanîna adhesives ve hatî lêkolîn kirin.HEC li gorî encamên ku di beşa berê de hatine pêşkêş kirin hate hilbijartin.Hemî nimûne di 3% wt de hatine amadekirin.Binder bi xwê tê tevlihev kirin.Fîber li gorî heman prosedurê ku ji bo ribeyan berê hatine derman kirin, ango di %50 vol de hatine şilkirin.di nav 15 deqîqeyan de.asîda sulfurîk, paşê 20 saniyeyan di hîdroksîdê sodyûmê de tê rijandin, di ava serjêkirî de tê şûştin û di dawiyê de jî 30 deqîqeyan di nav ava serjêkirî de tê rijandin.Di vê rewşê de, gavavêtinek pêvek berî îsbatkirinê hate zêdekirin.Nimûneyê bi kurtî di nav çareseriyek xwêya armancê ya hûrkirî de bihêlin û bi qasî 60 °C hişk bikin.Pêvajo ji bo guheztina rûbera metalê hatî çêkirin, cîhên navokî diafirîne ku di qonaxa dawîn de belavkirina kincê çêtir dike.Struktura fibrous aliyek heye ku tê de fîlan ziravtir û hişktir e, û aliyek berevajî ku fîlament stûrtir û kêm belavkirî ne.Ev encama 52 pêvajoyên hilberînê ye.
Encamên ji bo klorîdê kalsiyûmê (CaCl2) hatine kurtkirin û bi wêneyên di Tabloya 1-ê de têne xuyang kirin. Piştî derzîlêdanê vegirtinek baş.Tewra wan tîrêjên ku li ser rûxê krîstalên xuya ne jî refleksên metalîkî kêm kiribûn, ku guhertinek di qedandinê de destnîşan kir.Lêbelê, piştî ku nimûne bi tevliheviyek avî ya CaCl2 û HEC-ê hatin rijandin û li germahiyek bi qasî 60 °C zuwa bûn, cil û bergên li ser xaçerêyên avahiyan hatin berhev kirin.Ev bandorek e ku ji hêla tansiyona rûyê çareseriyê ve dibe.Piştî şilbûnê, şilek di hundurê nimûneyê de ji ber tansiyona rûyê xwe dimîne.Di esasê xwe de li hevberdana avahiyan pêk tê.Aliyê çêtirîn ê nimûneyê çend kunên bi xwê dagirtî hene.Giraniya 0,06 g/cm3 piştî kelandinê zêde bû.
Vekirina bi sulfate magnesium (MgSO4) ji bo yekîneya yekîneyê bêtir xwê çêkir (Table 2).Di vê rewşê de, zêdebûna pîvandinê 0,09 g / cm3 e.Pêvajoya çandiniyê di encamê de vegirtina nimûneya berfireh bû.Piştî pêvajoya xêzkirinê, xwê deverên mezin ên alîyê tenik ê nimûneyê asteng dike.Digel vê yekê, hin deverên mattê têne asteng kirin, lê hin porozî têne girtin.Di vê rewşê de, damezrandina xwê bi hêsanî li xaçerêya avahiyan tê dîtin, û piştrast dike ku pêvajoya xêzkirinê bi giranî ji ber tansiyona rûkalê ya şilavê ye, û ne têkiliya di navbera xwê û substratê metal de ye.
Encamên ji bo tevlihevkirina klorîdê stroncium (SrCl2) û HEC taybetmendiyên mîna mînakên berê nîşan dan (Table 3).Di vê rewşê de, aliyê tenik ê nimûneyê hema hema bi tevahî vegirtî ye.Tenê porên kesane têne xuyang kirin, ku di dema zuwabûnê de di encama berdana buharê de ji nimûneyê têne çêkirin.Nimûneya ku li aliyê mat tê dîtin pir dişibihe rewşa berê, dever bi xwê hatiye bloke kirin û fiber bi tevahî negirtî ne.
Ji bo nirxandina bandora erênî ya avahiya fibrousê ya li ser performansa germî ya veguhezkara germê, gerîdeya germî ya bi bandor a avahiya fibrousê ya pêçandî hate destnîşankirin û bi materyalê xêzkirina paqij re hate berhev kirin.Germbûna germê li gorî ASTM D 5470-2017 bi karanîna amûra panelê ya ku di Xiflteya 15a de hatî xuyang kirin bi karanîna materyalek referansê ya bi guheztina germî ya naskirî hate pîvandin.Li gorî rêbazên din ên pîvandinê yên demkî, ev prensîb ji bo materyalên poroz ên ku di lêkolîna heyî de têne bikar anîn bi avantaj e, ji ber ku pîvandin di rewşek domdar û bi pîvanek nimûneyek têr têne kirin (herêma bingehîn 30 × 30 mm2, bilindahî bi qasî 15 mm).Nimûneyên maddeya paqijkirinê (referans) û strukturên fîberê yên pêçandî ji bo pîvandinên di rêça fîberê de û perpendîkular li ser rêça fîberê hatine amadekirin da ku bandora guheztina germî ya anizotropîk binirxînin.Nimûne li ser rûxê (grîta P320) hatin zevtkirin da ku bandora ziraviya rûkalê ji ber amadekirina nimûneyê kêm bike, ku avahiya di hundurê nimûneyê de nîşan nade.