Nature.com වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තූතියි. ඔබ භාවිතා කරන බ්‍රව්සර් අනුවාදයේ සීමිත CSS සහාය ඇත. හොඳම අත්දැකීම සඳහා, යාවත්කාලීන කළ බ්‍රව්සරයක් භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු (නැතහොත් Internet Explorer හි අනුකූලතා මාදිලිය අක්‍රීය කරන්න). මේ අතරතුර, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, අපි වෙබ් අඩවිය විලාස සහ JavaScript නොමැතිව විදැහුම් කරන්නෙමු.
සාම්ප්‍රදායික සම්පීඩක පද්ධති හා සසඳන විට adsorption ශීතකරණ පද්ධති සහ තාප පොම්ප වල වෙළඳපල කොටස තවමත් සාපේක්ෂව කුඩාය. ලාභ තාපය (මිල අධික විදුලි වැඩ වෙනුවට) භාවිතා කිරීමේ විශාල වාසිය තිබියදීත්, adsorption මූලධර්ම මත පදනම් වූ පද්ධති ක්‍රියාත්මක කිරීම තවමත් නිශ්චිත යෙදුම් කිහිපයකට සීමා වේ. ඉවත් කළ යුතු ප්‍රධාන අවාසිය නම් අඩු තාප සන්නායකතාවය සහ adsorbent හි අඩු ස්ථායිතාව හේතුවෙන් නිශ්චිත බලය අඩු වීමයි. නවීන වාණිජ adsorption ශීතකරණ පද්ධති සිසිලන ධාරිතාව ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා ආලේප කරන ලද තහඩු තාප හුවමාරුකාරක මත පදනම් වූ adsorbers මත පදනම් වේ. ප්‍රතිඵල හොඳින් දන්නා කරුණක් නම්, ආලේපනයේ ඝණකම අඩු කිරීම ස්කන්ධ හුවමාරු සම්බාධනය අඩුවීමට හේතු වන අතර, සන්නායක ව්‍යුහයන්ගේ මතුපිට ප්‍රදේශය පරිමාව අනුපාතය වැඩි කිරීම කාර්යක්ෂමතාවයට හානි නොකර බලය වැඩි කරයි. මෙම කාර්යයේදී භාවිතා කරන ලෝහ තන්තු 2500–50,000 m2/m3 පරාසයේ නිශ්චිත මතුපිට ප්‍රදේශයක් සැපයිය හැකිය. ආලේපන නිෂ්පාදනය සඳහා ලෝහ තන්තු ඇතුළු ලෝහ මතුපිට ලුණු හයිඩ්‍රේට් වලින් ඉතා තුනී නමුත් ස්ථායී ආලේපන ලබා ගැනීම සඳහා ක්‍රම තුනක් පළමු වරට ඉහළ බල ඝනත්ව තාප හුවමාරුවක් පෙන්නුම් කරයි. ඇලුමිනියම් ඇනෝඩයිසින් මත පදනම් වූ මතුපිට ප්‍රතිකාරය ආලේපනය සහ උපස්ථරය අතර ශක්තිමත් බන්ධනයක් ඇති කිරීම සඳහා තෝරා ගනු ලැබේ. ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන මතුපිට ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය භාවිතයෙන් විශ්ලේෂණය කරන ලදී. අඩු කරන ලද සම්පූර්ණ පරාවර්තනය ෆූරියර් පරිවර්තන අධෝරක්ත වර්ණාවලීක්ෂය සහ ශක්ති විසරණ එක්ස් කිරණ වර්ණාවලීක්ෂය භාවිතා කරන ලද අතර විශ්ලේෂණයේ අපේක්ෂිත විශේෂවල පැවැත්ම පරීක්ෂා කරන ලදී. ඒකාබද්ධ තාප ගුරුත්වාකර්ෂණමිතික විශ්ලේෂණය (TGA)/අවකල තාප ගුරුත්වාකර්ෂණමිතික විශ්ලේෂණය (DTG) මගින් හයිඩ්‍රේට් සෑදීමේ ඒවායේ හැකියාව තහවුරු කරන ලදී. MgSO4 ආලේපනයේ 0.07 g (ජලය)/g (සංයුක්ත) ට වඩා දුර්වල ගුණාත්මක භාවයක් දක්නට ලැබුණු අතර, 60 °C පමණ දී විජලනය වීමේ සලකුණු පෙන්නුම් කරන අතර නැවත සජලනය කිරීමෙන් පසු ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කළ හැකිය. 100 °C ට අඩු ස්කන්ධ වෙනසක් 0.02 g/g පමණ වන SrCl2 සහ ZnSO4 සමඟ ද ධනාත්මක ප්‍රතිඵල ලබා ගන්නා ලදී. ආලේපනයේ ස්ථායිතාව සහ ඇලවීම වැඩි කිරීම සඳහා හයිඩ්‍රොක්සිඑතිල් සෙලියුලෝස් ආකලන ද්‍රව්‍යයක් ලෙස තෝරා ගන්නා ලදී. නිෂ්පාදනවල අවශෝෂණ ගුණාංග එකවර TGA-DTG මගින් ඇගයීමට ලක් කරන ලද අතර ISO2409 හි විස්තර කර ඇති පරීක්ෂණ මත පදනම් වූ ක්‍රමයක් මගින් ඒවායේ ඇලවීම සංලක්ෂිත විය. 100 °C ට අඩු උෂ්ණත්වවලදී 0.1 g/g පමණ බර වෙනසක් සහිතව එහි අවශෝෂණ ධාරිතාව පවත්වා ගනිමින් CaCl2 ආලේපනයේ අනුකූලතාව සහ ඇලවීම සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු වේ. ඊට අමතරව, 100 °C ට අඩු උෂ්ණත්වවලදී 0.04 g/g ට වැඩි ස්කන්ධ වෙනසක් පෙන්නුම් කරමින් MgSO4 හයිඩ්‍රේට් සෑදීමේ හැකියාව රඳවා ගනී. අවසාන වශයෙන්, ආලේපිත ලෝහ තන්තු පරීක්ෂා කරනු ලැබේ. ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ Al2(SO4)3 ආලේපිත තන්තු ව්‍යුහයේ ඵලදායී තාප සන්නායකතාවය පිරිසිදු Al2(SO4)3 පරිමාවට සාපේක්ෂව 4.7 ගුණයකින් වැඩි විය හැකි බවයි. අධ්‍යයනය කරන ලද ආලේපනවල ආලේපනය දෘශ්‍යමය වශයෙන් පරීක්ෂා කරන ලද අතර, හරස්කඩවල අන්වීක්ෂීය රූපයක් භාවිතයෙන් අභ්‍යන්තර ව්‍යුහය ඇගයීමට ලක් කරන ලදී. 50 µm පමණ ඝණකම සහිත Al2(SO4)3 ආලේපනයක් ලබා ගන්නා ලදී, නමුත් වඩාත් ඒකාකාර ව්‍යාප්තියක් ලබා ගැනීම සඳහා සමස්ත ක්‍රියාවලිය ප්‍රශස්ත කළ යුතුය.
සාම්ප්‍රදායික සම්පීඩන තාප පොම්ප හෝ ශීතකරණ පද්ධති සඳහා පරිසර හිතකාමී විකල්පයක් සපයන බැවින්, පසුගිය දශක කිහිපය තුළ අවශෝෂණ පද්ධති විශාල අවධානයක් දිනාගෙන ඇත. සුවපහසු ප්‍රමිතීන් සහ ගෝලීය සාමාන්‍ය උෂ්ණත්වය ඉහළ යාමත් සමඟ, අවශෝෂණ පද්ධති නුදුරු අනාගතයේ දී පොසිල ඉන්ධන මත යැපීම අඩු කළ හැකිය. ඊට අමතරව, අවශෝෂණ ශීතකරණයේ හෝ තාප පොම්පවල ඕනෑම වැඩිදියුණු කිරීමක් තාප ශක්ති ගබඩාවට මාරු කළ හැකි අතර, එය ප්‍රාථමික ශක්තිය කාර්යක්ෂමව භාවිතා කිරීමේ විභවයේ අතිරේක වැඩි වීමක් නියෝජනය කරයි. අවශෝෂණ තාප පොම්ප සහ ශීතකරණ පද්ධතිවල ප්‍රධාන වාසිය නම් ඒවා අඩු තාප ස්කන්ධයකින් ක්‍රියා කළ හැකි වීමයි. මෙය සූර්ය ශක්තිය හෝ අපතේ යන තාපය වැනි අඩු උෂ්ණත්ව ප්‍රභවයන් සඳහා ඒවා සුදුසු කරයි. බලශක්ති ගබඩා යෙදුම් සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, අවශෝෂණයට සංවේදී හෝ ගුප්ත තාප ගබඩාවට සාපේක්ෂව ඉහළ ශක්ති ඝනත්වයක් සහ අඩු ශක්ති විසර්ජනයක වාසිය ඇත.
අවශෝෂණ තාප පොම්ප සහ ශීතකරණ පද්ධති ඒවායේ වාෂ්ප සම්පීඩන සගයන් මෙන් එකම තාප ගතික චක්‍රය අනුගමනය කරයි. ප්‍රධාන වෙනස වන්නේ සම්පීඩක සංරචක අවශෝෂක සමඟ ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීමයි. මූලද්‍රව්‍යය මධ්‍යස්ථ උෂ්ණත්වවලදී අඩු පීඩන ශීතකාරක වාෂ්ප අවශෝෂණය කිරීමට සමත් වන අතර, ද්‍රවය සීතල වූ විට පවා වැඩි ශීතකාරක වාෂ්පීකරණය කරයි. අවශෝෂණ එන්තැල්පිය (බාහිර තාපය) බැහැර කිරීම සඳහා අවශෝෂකයේ නිරන්තර සිසිලනය සහතික කිරීම අවශ්‍ය වේ. අධිශෝෂකය ඉහළ උෂ්ණත්වයේ දී ප්‍රතිජනනය වන අතර එමඟින් ශීතකාරක වාෂ්ප අවශෝෂණ වීමට හේතු වේ. උණුසුම අවශෝෂණ එන්තැල්පිය (අන්ත තාපජ) ලබා දීම දිගටම කරගෙන යා යුතුය. අවශෝෂණ ක්‍රියාවලීන් උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් මගින් සංලක්ෂිත වන බැවින්, ඉහළ බල ඝනත්වයට ඉහළ තාප සන්නායකතාවක් අවශ්‍ය වේ. කෙසේ වෙතත්, බොහෝ යෙදුම්වල ප්‍රධාන අවාසිය නම් අඩු තාප සන්නායකතාවයයි.
සන්නායකතාවයේ ප්‍රධාන ගැටළුව වන්නේ අවශෝෂණ/විසර්ජන වාෂ්ප ප්‍රවාහය සපයන ප්‍රවාහන මාර්ගය පවත්වා ගනිමින් එහි සාමාන්‍ය අගය වැඩි කිරීමයි. මෙය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා ප්‍රවේශයන් දෙකක් බහුලව භාවිතා වේ: සංයුක්ත තාප හුවමාරුකාරක සහ ආලේපිත තාප හුවමාරුකාරක. වඩාත් ජනප්‍රිය හා සාර්ථක සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය වන්නේ කාබන් මත පදනම් වූ ආකලන භාවිතා කරන ඒවා වන අතර ඒවා නම් ප්‍රසාරණය කරන ලද ග්‍රැෆයිට්, සක්‍රිය කාබන් හෝ කාබන් තන්තු ය. ඔලිවෙයිරා සහ වෙනත් අය. 2 කැල්සියම් ක්ලෝරයිඩ් සමඟ කාවද්දන ලද පුළුල් කරන ලද ග්‍රැෆයිට් කුඩු 306 W/kg දක්වා නිශ්චිත සිසිලන ධාරිතාවක් (SCP) සහ 0.46 දක්වා කාර්ය සාධන සංගුණකය (COP) සහිත adsorber නිෂ්පාදනය කරයි. Zajaczkowski සහ වෙනත් අය. 3 විසින් 15 W/mK සම්පූර්ණ සන්නායකතාවක් සහිත පුළුල් කරන ලද ග්‍රැෆයිට්, කාබන් තන්තු සහ කැල්සියම් ක්ලෝරයිඩ් සංයෝජනයක් යෝජනා කරන ලදී. Jian සහ වෙනත් අය4 අදියර දෙකක අවශෝෂණ සිසිලන චක්‍රයක උපස්ථරයක් ලෙස සල්ෆියුරික් අම්ලය ප්‍රතිකාර කරන ලද ප්‍රසාරණය කරන ලද ස්වාභාවික ග්‍රැෆයිට් (ENG-TSA) සමඟ සංයුක්ත පරීක්ෂා කරන ලදී. මෙම ආකෘතිය COP 0.215 සිට 0.285 දක්වා සහ SCP 161.4 සිට 260.74 W/kg දක්වා පුරෝකථනය කළේය.
මේ දක්වා වඩාත්ම ශක්‍ය විසඳුම වන්නේ ආලේපිත තාප හුවමාරුකාරකයයි. මෙම තාපන හුවමාරුකාරකවල ආලේපන යාන්ත්‍රණ කාණ්ඩ දෙකකට බෙදිය හැකිය: සෘජු සංස්ලේෂණය සහ මැලියම්. වඩාත්ම සාර්ථක ක්‍රමය වන්නේ සෘජු සංස්ලේෂණයයි, එයට සුදුසු ප්‍රතික්‍රියාකාරක වලින් තාපන හුවමාරුකාරක මතුපිටට සෘජුවම අවශෝෂක ද්‍රව්‍ය සෑදීම ඇතුළත් වේ. ෆැරන්හයිට් GmbH විසින් නිෂ්පාදනය කරන ලද සිසිලන මාලාවක භාවිතය සඳහා ආලේපිත සියොලයිට් සංස්ලේෂණය කිරීමේ ක්‍රමයක් Sotech5 විසින් පේටන්ට් බලපත්‍රය ලබාගෙන ඇත. Schnabel et al6 මල නොබැඳෙන වානේ මත ආලේපිත සියොලයිට් දෙකක ක්‍රියාකාරිත්වය පරීක්ෂා කළේය. කෙසේ වෙතත්, මෙම ක්‍රමය නිශ්චිත adsorbents සමඟ පමණක් ක්‍රියා කරයි, එමඟින් මැලියම් සමඟ ආලේපනය සිත්ගන්නා විකල්පයක් බවට පත් කරයි. බන්ධන යනු සෝර්බන්ට් ඇලවීම සහ/හෝ ස්කන්ධ හුවමාරුව සඳහා සහාය වීම සඳහා තෝරාගත් නිෂ්ක්‍රීය ද්‍රව්‍ය වේ, නමුත් අවශෝෂණය හෝ සන්නායකතාව වැඩි දියුණු කිරීමේදී කිසිදු කාර්යභාරයක් ඉටු නොකරයි. Freni et al. AQSOA-Z02 සියොලයිට් සහිත ආලේපිත ඇලුමිනියම් තාප හුවමාරුකාරක 7 ක් මැටි මත පදනම් වූ බන්ධකයක් සමඟ ස්ථාවර කර ඇත. Calabrese et al.8 බහු අවයවික බන්ධක සමඟ සියොලයිට් ආලේපන සකස් කිරීම අධ්‍යයනය කළේය. පොලිවයිනයිල් ඇල්කොහොල් වල චුම්භක මිශ්‍රණයන්ගෙන් සිදුරු සහිත සියොලයිට් ආලේපන සකස් කිරීම සඳහා අම්මාන් සහ තවත් අය ක්‍රමයක් යෝජනා කළහ. ඇලුමිනා (ඇලුමිනා) adsorber හි බන්ධක 10 ලෙසද භාවිතා කරයි. අපගේ දැනුමට අනුව, සෙලියුලෝස් සහ හයිඩ්‍රොක්සිඑතිල් සෙලියුලෝස් භෞතික අවශෝෂක සමඟ සංයෝජනයෙන් පමණක් භාවිතා වේ11,12. සමහර විට මැලියම් තීන්ත සඳහා භාවිතා නොකෙරේ, නමුත් ව්‍යුහය 13 තනිවම ගොඩනැගීමට භාවිතා කරයි. බහු ලුණු හයිඩ්‍රේට් සහිත ඇල්ජිනේට් පොලිමර් අනුකෘතිවල සංයෝජනය වියළීමේදී කාන්දු වීම වළක්වන සහ ප්‍රමාණවත් ස්කන්ධ හුවමාරුවක් සපයන නම්‍යශීලී සංයුක්ත පබළු ව්‍යුහයන් සාදයි. බෙන්ටොනයිට් සහ ඇටපුල්ගයිට් වැනි මැටි සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය සකස් කිරීම සඳහා බන්ධක ලෙස භාවිතා කර ඇත15,16,17. කැල්සියම් ක්ලෝරයිඩ්18 හෝ සෝඩියම් සල්ෆයිඩ්19 ක්ෂුද්‍ර කැප්සියුලේට් කිරීමට එතිල්සෙලියුලෝස් භාවිතා කර ඇත.
සිදුරු සහිත ලෝහ ව්‍යුහයක් සහිත සංයුක්ත ආකලන තාපන හුවමාරුකාරක සහ ආලේපිත තාපන හුවමාරුකාරක ලෙස බෙදිය හැකිය. මෙම ව්‍යුහයන්ගේ වාසිය වන්නේ ඉහළ නිශ්චිත මතුපිට ප්‍රදේශයයි. මෙය නිෂ්ක්‍රීය ස්කන්ධයක් එකතු නොකර adsorbent සහ ලෝහ අතර විශාල සම්බන්ධතා මතුපිටක් ඇති කරයි, එය ශීතකරණ චක්‍රයේ සමස්ත කාර්යක්ෂමතාව අඩු කරයි. Lang et al. 20 ඇලුමිනියම් පැණි වද ව්‍යුහයක් සහිත zeolite adsorber එකක සමස්ත සන්නායකතාවය වැඩි දියුණු කර ඇත. Gillerminot et al. 21 තඹ සහ නිකල් පෙන සමඟ NaX zeolite ස්ථරවල තාප සන්නායකතාවය වැඩි දියුණු කර ඇත. සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය අදියර වෙනස් කිරීමේ ද්‍රව්‍ය (PCMs) ලෙස භාවිතා කළද, Li et al. 22 සහ Zhao et al. 23 හි සොයාගැනීම් රසායනික අවශෝෂණය සඳහා ද උනන්දුවක් දක්වයි. ඔවුන් පුළුල් කරන ලද ග්‍රැෆයිට් සහ ලෝහ පෙන වල ක්‍රියාකාරිත්වය සංසන්දනය කළ අතර විඛාදනය ගැටළුවක් නොවේ නම් පමණක් දෙවැන්න වඩාත් සුදුසු බව නිගමනය කළහ. Palomba et al. මෑතකදී අනෙකුත් ලෝහමය සිදුරු සහිත ව්‍යුහයන් සංසන්දනය කර ඇත24. Van der Pal et al. පෙන වල තැන්පත් කර ඇති ලෝහ ලවණ අධ්‍යයනය කර ඇත25. පෙර සියලුම උදාහරණ අංශු adsorbents ඝන ස්ථරවලට අනුරූප වේ. ලෝහ සිදුරු සහිත ව්‍යුහයන් ප්‍රායෝගිකව adsorbers ආලේප කිරීම සඳහා භාවිතා නොකෙරේ, එය වඩාත් ප්‍රශස්ත විසඳුමකි. සියොලයිට් වලට බන්ධනය කිරීමේ උදාහරණයක් Wittstadt et al. 26 හි සොයාගත හැකි නමුත් ලුණු හයිඩ්‍රේට් ඒවායේ ඉහළ ශක්ති ඝනත්වය තිබියදීත් බන්ධනය කිරීමට කිසිදු උත්සාහයක් ගෙන නොමැත 27 .
මේ අනුව, adsorbent ආලේපන සකස් කිරීම සඳහා ක්‍රම තුනක් මෙම ලිපියෙන් ගවේෂණය කෙරේ: (1) බන්ධක ආලේපනය, (2) සෘජු ප්‍රතික්‍රියාව සහ (3) මතුපිට ප්‍රතිකාරය. කලින් වාර්තා කරන ලද ස්ථායිතාව සහ භෞතික adsorbents සමඟ ඒකාබද්ධව හොඳ ආලේපන ඇලවීම හේතුවෙන් මෙම කාර්යයේදී හයිඩ්‍රොක්සිඑතිල් සෙලියුලෝස් තෝරා ගැනීමේ බන්ධකය විය. මෙම ක්‍රමය මුලින් පැතලි ආලේපන සඳහා විමර්ශනය කරන ලද අතර පසුව ලෝහ තන්තු ව්‍යුහයන්ට යොදන ලදී. මීට පෙර, adsorbent ආලේපන සෑදීමත් සමඟ රසායනික ප්‍රතික්‍රියා ඇතිවීමේ හැකියාව පිළිබඳ මූලික විශ්ලේෂණයක් වාර්තා කරන ලදී. පෙර අත්දැකීම් දැන් ලෝහ තන්තු ව්‍යුහයන්ගේ ආලේපනයට මාරු කරනු ලැබේ. මෙම කාර්යය සඳහා තෝරාගත් මතුපිට ප්‍රතිකාරය ඇලුමිනියම් ඇනෝඩීකරණය මත පදනම් වූ ක්‍රමයකි. සෞන්දර්යාත්මක අරමුණු සඳහා ඇලුමිනියම් ඇනෝඩීකරණය ලෝහ ලවණ සමඟ සාර්ථකව ඒකාබද්ධ කර ඇත29. මෙම අවස්ථා වලදී, ඉතා ස්ථායී සහ විඛාදනයට ඔරොත්තු දෙන ආලේපන ලබා ගත හැකිය. කෙසේ වෙතත්, ඔවුන්ට කිසිදු adsorbent හෝ desorption ක්‍රියාවලියක් සිදු කළ නොහැක. මෙම පත්‍රිකාව මඟින් මුල් ක්‍රියාවලියේ ඇලවුම් ගුණාංග භාවිතා කරමින් ස්කන්ධය චලනය කිරීමට ඉඩ සලසන මෙම ප්‍රවේශයේ ප්‍රභේදයක් ඉදිරිපත් කරයි. අපගේ දැනුමට අනුව, මෙහි විස්තර කර ඇති කිසිදු ක්‍රමයක් කලින් අධ්‍යයනය කර නොමැත. නිතර අධ්‍යයනය කරන ලද භෞතික අවශෝෂකවලට වඩා වාසි ගණනාවක් ඇති හයිඩ්‍රේටඩ් අවශෝෂක ආලේපන සෑදීමට ඉඩ සලසන බැවින් ඒවා ඉතා රසවත් නව තාක්ෂණයක් නියෝජනය කරයි.
මෙම අත්හදා බැලීම් සඳහා උපස්ථර ලෙස භාවිතා කරන ලද මුද්දර ඇලවුම් ඇලුමිනියම් තහඩු චෙක් ජනරජයේ ALINVEST Břidličná විසින් සපයන ලදී. ඒවායේ 98.11% ඇලුමිනියම්, 1.3622% යකඩ, 0.3618% මැංගනීස් සහ තඹ, මැග්නීසියම්, සිලිකන්, ටයිටේනියම්, සින්ක්, ක්‍රෝමියම් සහ නිකල් අංශු අඩංගු වේ.
සංයුක්ත නිෂ්පාදනය සඳහා තෝරා ගන්නා ද්‍රව්‍ය ඒවායේ තාප ගතික ගුණාංගවලට අනුකූලව තෝරා ගනු ලැබේ, එනම්, 120°C ට අඩු උෂ්ණත්වයකදී ඒවාට අවශෝෂණය කළ හැකි/විසර්ජනය කළ හැකි ජල ප්‍රමාණය මත ය.
මැග්නීසියම් සල්ෆේට් (MgSO4) යනු වඩාත් රසවත් හා අධ්‍යයනය කරන ලද හයිඩ්‍රේටඩ් ලවණ වලින් එකකි30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41. තාප ගතික ගුණාංග ක්‍රමානුකූලව මනිනු ලැබ ඇති අතර ඒවා අවශෝෂණ ශීතකරණය, තාප පොම්ප සහ බලශක්ති ගබඩා ක්ෂේත්‍රවල යෙදීම් සඳහා සුදුසු බව සොයාගෙන ඇත. වියළි මැග්නීසියම් සල්ෆේට් CAS-Nr.7487-88-9 99% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Germany) භාවිතා කරන ලදී.
කැල්සියම් ක්ලෝරයිඩ් (CaCl2) (H319) යනු තවත් හොඳින් අධ්‍යයනය කරන ලද ලුණු වර්ගයකි, මන්ද එහි හයිඩ්‍රේටයට රසවත් තාප ගතික ගුණ ඇත41,42,43,44. කැල්සියම් ක්ලෝරයිඩ් හෙක්සහයිඩ්‍රේට් CAS-අංක 7774-34-7 97% භාවිතා වේ (Grüssing, GmbH, Filsum, Niedersachsen, Germany).
සින්ක් සල්ෆේට් (ZnSO4) (H3O2, H318, H410) සහ එහි හයිඩ්‍රේට අඩු උෂ්ණත්ව අවශෝෂණ ක්‍රියාවලීන් සඳහා සුදුසු තාප ගතික ගුණ ඇත45,46. සින්ක් සල්ෆේට් හෙප්ටාහයිඩ්‍රේට් CAS-Nr.7733-02-0 99.5% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Germany) භාවිතා කරන ලදී.
ස්ට්‍රොන්ටියම් ක්ලෝරයිඩ් (SrCl2) (H318) ද රසවත් තාප ගතික ගුණ ඇත4,45,47 නමුත් එය බොහෝ විට adsorption තාප පොම්ප හෝ බලශක්ති ගබඩා පර්යේෂණ වලදී ඇමෝනියා සමඟ ඒකාබද්ධ වේ. ස්ට්‍රොන්ටියම් ක්ලෝරයිඩ් හෙක්සාහයිඩ්‍රේට් CAS-Nr.10.476-85-4 99.0–102.0% (සිග්මා ඇල්ඩ්‍රිච්, ශාන්ත ලුවී, මිසූරි, ඇමරිකා එක්සත් ජනපදය) සංස්ලේෂණය සඳහා භාවිතා කරන ලදී.
තඹ සල්ෆේට් (CuSO4) (H302, H315, H319, H410) වෘත්තීය සාහිත්‍යයේ නිතර දක්නට ලැබෙන හයිඩ්‍රේට අතර නොවේ, නමුත් එහි තාප ගතික ගුණාංග අඩු උෂ්ණත්ව යෙදීම් සඳහා උනන්දුවක් දක්වයි48,49. තඹ සල්ෆේට් CAS-Nr.7758-99-8 99% (සිග්මා ඇල්ඩ්‍රිච්, ශාන්ත ලුවී, MO, ඇමරිකා එක්සත් ජනපදය) සංස්ලේෂණය සඳහා භාවිතා කරන ලදී.
මැග්නීසියම් ක්ලෝරයිඩ් (MgCl2) යනු මෑතකදී තාප ශක්ති ගබඩා ක්ෂේත්‍රයේ වැඩි අවධානයක් දිනාගත් හයිඩ්‍රේටඩ් ලවණවලින් එකකි50,51. මැග්නීසියම් ක්ලෝරයිඩ් හෙක්සාහයිඩ්‍රේට් CAS-Nr.7791-18-6 පිරිසිදු ඖෂධ ශ්‍රේණිය (Applichem GmbH., Darmstadt, ජර්මනිය) අත්හදා බැලීම් සඳහා භාවිතා කරන ලදී.
ඉහත සඳහන් කළ පරිදි, සමාන යෙදුම්වල ධනාත්මක ප්‍රතිඵල නිසා හයිඩ්‍රොක්සිඑතිල් සෙලියුලෝස් තෝරා ගන්නා ලදී. අපගේ සංස්ලේෂණයේදී භාවිතා කරන ලද ද්‍රව්‍යය හයිඩ්‍රොක්සිඑතිල් සෙලියුලෝස් CAS-Nr 9004-62-0 (සිග්මා ඇල්ඩ්‍රිච්, ශාන්ත ලුවී, MO, ඇමරිකා එක්සත් ජනපදය) වේ.
ලෝහ තන්තු සෑදී ඇත්තේ සම්පීඩනය සහ සින්ටර් කිරීම මගින් එකට බන්ධනය කරන ලද කෙටි වයර් වලින් වන අතර එය කෲසිබල් වෙල්ට් නිස්සාරණය (CME)52 ලෙස හැඳින්වේ. මෙයින් අදහස් කරන්නේ ඒවායේ තාප සන්නායකතාවය නිෂ්පාදනයේදී භාවිතා කරන ලෝහවල තොග සන්නායකතාවය සහ අවසාන ව්‍යුහයේ සිදුරු බව මත පමණක් නොව, නූල් අතර බන්ධනවල ගුණාත්මකභාවය මත ද රඳා පවතින බවයි. තන්තු සමස්ථානික නොවන අතර නිෂ්පාදනය අතරතුර යම් දිශාවකට බෙදා හැරීමට නැඹුරු වන අතර එමඟින් තීර්යක් දිශාවේ තාප සන්නායකතාවය බෙහෙවින් අඩු වේ.
රික්ත පැකේජයක (Netzsch TG 209 F1 Libra) එකවර තාප ගුරුත්වාකර්ෂණ විශ්ලේෂණය (TGA)/අවකල තාප ගුරුත්වාකර්ෂණ විශ්ලේෂණය (DTG) භාවිතයෙන් ජල අවශෝෂණ ගුණාංග විමර්ශනය කරන ලදී. ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ් කබොලවල 10 ml/min ප්‍රවාහ අනුපාතයකින් සහ 25 සිට 150°C දක්වා උෂ්ණත්ව පරාසයකින් ගලා යන නයිට්‍රජන් වායුගෝලයක මිනුම් සිදු කරන ලදී. තාපන අනුපාතය 1 °C/min විය, සාම්පල බර 10 සිට 20 mg දක්වා වෙනස් විය, විභේදනය 0.1 μg විය. මෙම කාර්යයේදී, ඒකක මතුපිටකට ස්කන්ධ වෙනස විශාල අවිනිශ්චිතතාවයක් ඇති බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය. TGA-DTG හි භාවිතා කරන සාම්පල ඉතා කුඩා වන අතර අක්‍රමවත් ලෙස කපා ඇති අතර එමඟින් ඒවායේ ප්‍රදේශ තීරණය කිරීම සාවද්‍ය වේ. මෙම අගයන් විශාල ප්‍රදේශයකට නිස්සාරණය කළ හැක්කේ විශාල අපගමනයන් සැලකිල්ලට ගන්නේ නම් පමණි.
දුර්වල වූ සම්පූර්ණ පරාවර්තනය ෆූරියර් පරිවර්තන අධෝරක්ත (ATR-FTIR) වර්ණාවලි Bruker Vertex 80 v FTIR වර්ණාවලීක්ෂයක් මත (Bruker Optik GmbH, Leipzig, Germany) ATR ප්ලැටිනම් උපාංගයක් (Bruker Optik GmbH, Germany) භාවිතා කරමින් ලබා ගන්නා ලදී. පිරිසිදු වියළි දියමන්ති ස්ඵටිකවල වර්ණාවලි සෘජුවම රික්තයේ මනිනු ලැබුවේ අත්හදා බැලීමේ මිනුම් සඳහා පසුබිමක් ලෙස සාම්පල භාවිතා කිරීමට පෙරය. සාම්පල 2 cm-1 වර්ණාවලි විභේදනයක් සහ සාමාන්‍ය ස්කෑන් ගණන 32 භාවිතා කරමින් රික්තයේ මනිනු ලැබීය. තරංග සංඛ්‍යා 8000 සිට 500 cm-1 දක්වා පරාසයක පවතී. OPUS වැඩසටහන භාවිතයෙන් වර්ණාවලි විශ්ලේෂණය සිදු කරන ලදී.
2 සහ 5 kV ත්වරණ වෝල්ටීයතාවයකින් Zeiss වෙතින් DSM 982 Gemini භාවිතයෙන් SEM විශ්ලේෂණය සිදු කරන ලදී. Peltier සිසිලන සිලිකන් ප්ලාවිත අනාවරකයක් (SSD) සහිත Thermo Fischer System 7 භාවිතයෙන් ශක්ති විසරණ X-ray වර්ණාවලීක්ෂය (EDX) සිදු කරන ලදී.
53 හි විස්තර කර ඇති ක්‍රියා පටිපාටියට සමාන ක්‍රියා පටිපාටියකට අනුව ලෝහ තහඩු සකස් කිරීම සිදු කරන ලදී. පළමුව, තහඩුව 50% සල්ෆියුරික් අම්ලයේ ගිල්වන්න. මිනිත්තු 15 ක්. ඉන්පසු ඒවා තත්පර 10 ක් පමණ 1 M සෝඩියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් ද්‍රාවණයකට හඳුන්වා දෙන ලදී. ඉන්පසු සාම්පල විශාල ආසවනය කළ ජලයෙන් සෝදා, පසුව ආසවනය කළ ජලයේ විනාඩි 30 ක් පොඟවා ඇත. මූලික මතුපිට ප්‍රතිකාරයෙන් පසු, සාම්පල 3% සංතෘප්ත ද්‍රාවණයක ගිල්වන ලදී. HEC සහ ඉලක්ක ලුණු. අවසානයේ, ඒවා පිටතට ගෙන 60°C දී වියළන්න.
ඇනෝඩීකරණ ක්‍රමය මඟින් නිෂ්ක්‍රීය ලෝහය මත ස්වාභාවික ඔක්සයිඩ් ස්ථරය වැඩි දියුණු කර ශක්තිමත් කරයි. ඇලුමිනියම් පැනල් දැඩි තත්වයක සල්ෆියුරික් අම්ලය සමඟ ඇනෝඩීකරණය කර පසුව උණු වතුරේ මුද්‍රා තබන ලදී. ඇනෝඩීකරණයෙන් පසුව 1 mol/l NaOH (තත්පර 600) සමඟ මූලික කැටයම් කිරීමකින් පසුව 1 mol/l HNO3 (තත්පර 60) තුළ උදාසීන කිරීම සිදු කරන ලදී. ඉලෙක්ට්‍රෝලය ද්‍රාවණය 2.3 M H2SO4, 0.01 M Al2(SO4)3 සහ 1 M MgSO4 + 7H2O මිශ්‍රණයකි. ඇනෝඩීකරණය තත්පර 1200 ක් සඳහා (40 ± 1)°C, 30 mA/cm2 දී සිදු කරන ලදී. මුද්‍රා තැබීමේ ක්‍රියාවලිය ද්‍රව්‍යවල (MgSO4, CaCl2, ZnSO4, SrCl2, CuSO4, MgCl2) විස්තර කර ඇති පරිදි විවිධ අති ක්ෂාර ද්‍රාවණවල සිදු කරන ලදී. නියැදිය තත්පර 1800 ක් එහි තම්බා ඇත.
සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය නිෂ්පාදනය සඳහා විවිධ ක්‍රම තුනක් විමර්ශනය කර ඇත: ඇලවුම් ආලේපනය, සෘජු ප්‍රතික්‍රියාව සහ මතුපිට ප්‍රතිකාරය. එක් එක් පුහුණු ක්‍රමයේ වාසි සහ අවාසි ක්‍රමානුකූලව විශ්ලේෂණය කර සාකච්ඡා කරනු ලැබේ. ප්‍රතිඵල ඇගයීම සඳහා සෘජු නිරීක්ෂණ, නැනෝ ප්‍රතිරූපණය සහ රසායනික/මූලද්‍රව්‍ය විශ්ලේෂණය භාවිතා කරන ලදී.
ලුණු හයිඩ්‍රේට් වල ඇලවීම වැඩි කිරීම සඳහා පරිවර්තන මතුපිට ප්‍රතිකාර ක්‍රමයක් ලෙස ඇනෝඩීකරණය තෝරා ගන්නා ලදී. මෙම මතුපිට ප්‍රතිකාරය ඇලුමිනියම් මතුපිටට සෘජුවම ඇලුමිනා (ඇලුමිනා) සිදුරු සහිත ව්‍යුහයක් නිර්මාණය කරයි. සාම්ප්‍රදායිකව, මෙම ක්‍රමය අදියර දෙකකින් සමන්විත වේ: පළමු අදියර ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ් වල සිදුරු සහිත ව්‍යුහයක් නිර්මාණය කරන අතර, දෙවන අදියර සිදුරු වසා දමන ඇලුමිනියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් ආලේපනයක් නිර්මාණය කරයි. වායු අවධියට ප්‍රවේශය අවහිර නොකර ලුණු අවහිර කිරීමේ ක්‍රම දෙකක් පහත දැක්වේ. පළමු පියවරේදී අවශෝෂක ස්ඵටික රඳවා තබා ගැනීමට සහ ලෝහ මතුපිටට එහි ඇලීම වැඩි කිරීමට පළමු පියවරේදී ලබාගත් කුඩා ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ් (Al2O3) නල භාවිතා කරමින් පැණි වද පද්ධතියකින් සමන්විත වේ. ප්‍රතිඵලයක් ලෙස පැණි වද වල විෂ්කම්භය 50 nm පමණ වන අතර දිග 200 nm වේ (රූපය 1a). කලින් සඳහන් කළ පරිදි, මෙම කුහර සාමාන්‍යයෙන් දෙවන පියවරේදී ඇලුමිනා නල තාපාංක ක්‍රියාවලිය මගින් සහාය දක්වන Al2O(OH)2 බෝයිමයිට් තුනී ස්ථරයකින් වසා දමනු ලැබේ. දෙවන ක්‍රමයේදී, මෙම මුද්‍රා තැබීමේ ක්‍රියාවලිය වෙනස් කර ඇත්තේ ලුණු ස්ඵටික ඒකාකාරව ආවරණය වන බෝමයිට් (Al2O(OH)) තට්ටුවකට ග්‍රහණය කර ගන්නා ආකාරයටය, එය මෙම අවස්ථාවේ දී මුද්‍රා තැබීම සඳහා භාවිතා නොකෙරේ. දෙවන අදියර සිදු කරනු ලබන්නේ අනුරූප ලුණු වල සංතෘප්ත ද්‍රාවණයක ය. විස්තර කරන ලද රටා 50-100 nm පරාසයක ප්‍රමාණවලින් යුක්ත වන අතර ඉසින ලද බිංදු මෙන් පෙනේ (රූපය 1b). මුද්‍රා තැබීමේ ක්‍රියාවලියේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලබාගත් මතුපිට වැඩි සම්බන්ධතා ප්‍රදේශයක් සහිත උච්චාරණ අවකාශීය ව්‍යුහයක් ඇත. මෙම මතුපිට රටාව, ඒවායේ බොහෝ බන්ධන වින්‍යාසයන් සමඟ, ලුණු ස්ඵටික රැගෙන යාම සහ රඳවා තබා ගැනීම සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ. විස්තර කර ඇති ව්‍යුහ දෙකම සැබවින්ම සිදුරු සහිත බව පෙනෙන අතර ලුණු හයිඩ්‍රේට් රඳවා තබා ගැනීමට සහ adsorber ක්‍රියාත්මක වන විට ලුණු වලට වාෂ්ප අවශෝෂණය කිරීමට හොඳින් ගැලපෙන බව පෙනෙන කුඩා කුහර ඇත. කෙසේ වෙතත්, EDX භාවිතයෙන් මෙම මතුපිටවල මූලද්‍රව්‍ය විශ්ලේෂණය මඟින් බෝමයිට් මතුපිට මැග්නීසියම් සහ සල්ෆර් අංශු මාත්‍ර ප්‍රමාණයක් හඳුනාගත හැකි අතර ඒවා ඇලුමිනා මතුපිටකදී අනාවරණය නොවේ.
සාම්පලයේ ATR-FTIR මගින් මූලද්‍රව්‍යය මැග්නීසියම් සල්ෆේට් බව තහවුරු කරන ලදී (රූපය 2b බලන්න). වර්ණාවලිය 610–680 සහ 1080–1130 cm–1 හි ලාක්ෂණික සල්ෆේට් අයන උච්චයන් සහ 1600–1700 cm–1 සහ 3200–3800 cm–1 හි ලාක්ෂණික දැලිස් ජල උච්චයන් පෙන්වයි (රූපය 2a, c බලන්න). මැග්නීසියම් අයන පැවතීම වර්ණාවලිය පාහේ වෙනස් නොකරයි54.
(අ) බෝමයිට් ආලේපිත MgSO4 ඇලුමිනියම් තහඩුවක EDX, (ආ) බෝමයිට් සහ MgSO4 ආලේපනවල ATR-FTIR වර්ණාවලිය, (ඇ) පිරිසිදු MgSO4 හි ATR-FTIR වර්ණාවලිය.
අවශෝෂණ කාර්යක්ෂමතාව පවත්වා ගැනීම TGA විසින් තහවුරු කරන ලදී. රූපය 3b හි ආසන්න වශයෙන් 60°C ක අවශෝෂණ උච්චයක් පෙන්නුම් කරයි. මෙම උච්චතම අවස්ථාව පිරිසිදු ලුණු TGA හි නිරීක්ෂණය කරන ලද උච්ච දෙකෙහි උෂ්ණත්වයට අනුරූප නොවේ (රූපය 3a). අවශෝෂණ-අවශෝෂණ චක්‍රයේ පුනරාවර්තන හැකියාව ඇගයීමට ලක් කරන ලද අතර, සාම්පල තෙතමනය සහිත වායුගෝලයක තැබීමෙන් පසු එම වක්‍රයම නිරීක්ෂණය කරන ලදී (රූපය 3c). අවශෝෂණ දෙවන අදියරේදී නිරීක්ෂණය කරන ලද වෙනස්කම් ගලා යන වායුගෝලයක විජලනයේ ප්‍රතිඵලයක් විය හැකිය, මන්ද මෙය බොහෝ විට අසම්පූර්ණ විජලනයට හේතු වේ. මෙම අගයන් පළමු විජලනයේදී ආසන්න වශයෙන් 17.9 g/m2 සහ දෙවන විජලනයේදී 10.3 g/m2 ට අනුරූප වේ.
බෝමයිට් සහ MgSO4 වල TGA විශ්ලේෂණය සංසන්දනය කිරීම: පිරිසිදු MgSO4 (a), මිශ්‍රණය (b) සහ නැවත සජලනය කිරීමෙන් පසු (c) TGA විශ්ලේෂණය.
කැල්සියම් ක්ලෝරයිඩ් අවශෝෂකයක් ලෙස භාවිතා කරමින් එම ක්‍රමයම සිදු කරන ලදී. ප්‍රතිඵල රූපය 4 හි දක්වා ඇත. මතුපිට දෘශ්‍ය පරීක්ෂාවේදී ලෝහමය දීප්තියේ සුළු වෙනස්කම් අනාවරණය විය. ලොම් යන්තම් දෘශ්‍යමාන වේ. මතුපිට පුරා ඒකාකාරව බෙදා හරින ලද කුඩා ස්ඵටික පවතින බව SEM මගින් තහවුරු කරන ලදී. කෙසේ වෙතත්, TGA 150°C ට අඩු විජලනය නොපෙන්වයි. TGA මගින් හඳුනා ගැනීම සඳහා උපස්ථරයේ මුළු ස්කන්ධයට සාපේක්ෂව ලුණු අනුපාතය ඉතා කුඩා වීම මෙයට හේතුව විය හැකිය.
ඇනෝඩයිසින් ක්‍රමය මගින් තඹ සල්ෆේට් ආලේපනයේ මතුපිට ප්‍රතිකාරයේ ප්‍රතිඵල රූපය 5 හි දක්වා ඇත. මෙම අවස්ථාවේදී, Al ඔක්සයිඩ් ව්‍යුහයට CuSO4 හි අපේක්ෂිත ඇතුළත් කිරීම සිදු නොවීය. ඒ වෙනුවට, සාමාන්‍ය ටර්කියුයිස් ඩයි වර්ග සමඟ භාවිතා කරන තඹ හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් Cu(OH)2 සඳහා බහුලව භාවිතා වන බැවින් ලිහිල් ඉඳිකටු නිරීක්ෂණය කෙරේ.
ඇනෝඩීකරණය කරන ලද මතුපිට ප්‍රතිකාරය ස්ට්‍රොන්ටියම් ක්ලෝරයිඩ් සමඟ ඒකාබද්ධව පරීක්ෂා කරන ලදී. ප්‍රතිඵල අසමාන ආවරණයක් පෙන්නුම් කළේය (රූපය 6a බලන්න). ලුණු මුළු මතුපිටම ආවරණය කර ඇත්දැයි තීරණය කිරීම සඳහා, EDX විශ්ලේෂණයක් සිදු කරන ලදී. අළු පැහැති ප්‍රදේශයක ලක්ෂ්‍යයක් සඳහා වක්‍රය (රූපය 6b හි ලක්ෂ්‍යය 1) කුඩා ස්ට්‍රොන්ටියම් සහ ඇලුමිනියම් ගොඩක් පෙන්වයි. මෙය මනින ලද කලාපයේ අඩු ස්ට්‍රොන්ටියම් අන්තර්ගතයක් පෙන්නුම් කරයි, එය අනෙක් අතට, ස්ට්‍රොන්ටියම් ක්ලෝරයිඩ් අඩු ආවරණයක් පෙන්නුම් කරයි. ප්‍රතිවිරුද්ධව, සුදු ප්‍රදේශවල ඉහළ ස්ට්‍රොන්ටියම් අන්තර්ගතයක් සහ අඩු ඇලුමිනියම් අන්තර්ගතයක් ඇත (රූපය 6b හි ලක්ෂ්‍ය 2-6). සුදු ප්‍රදේශයේ EDX විශ්ලේෂණය අඳුරු තිත් (රූපය 6b හි ලක්ෂ්‍ය 2 සහ 4), ක්ලෝරීන් අඩු සහ සල්ෆර් ඉහළ පෙන්වයි. මෙය ස්ට්‍රොන්ටියම් සල්ෆේට් සෑදීම පෙන්නුම් කළ හැකිය. දීප්තිමත් තිත් ඉහළ ක්ලෝරීන් අන්තර්ගතය සහ අඩු සල්ෆර් අන්තර්ගතය පිළිබිඹු කරයි (රූපය 6b හි ලක්ෂ්‍ය 3, 5 සහ 6). සුදු ආලේපනයේ ප්‍රධාන කොටස අපේක්ෂිත ස්ට්‍රොන්ටියම් ක්ලෝරයිඩ් වලින් සමන්විත වීම මගින් මෙය පැහැදිලි කළ හැකිය. සාම්පලයේ TGA මගින් පිරිසිදු ස්ට්‍රොන්ටියම් ක්ලෝරයිඩ් වල ලාක්ෂණික උෂ්ණත්වයේ උච්චතම අවස්ථාව සමඟ විශ්ලේෂණයේ අර්ථ නිරූපණය තහවුරු කරන ලදී (රූපය 6c). ලෝහ ආධාරකයේ ස්කන්ධයට සාපේක්ෂව ලුණු කුඩා කොටසකින් ඒවායේ කුඩා අගය සාධාරණීකරණය කළ හැකිය. අත්හදා බැලීම් වලදී තීරණය කරන ලද අවශෝෂණ ස්කන්ධය 150°C උෂ්ණත්වයකදී adsorber හි ඒකක ප්‍රදේශයකට ලබා දෙන 7.3 g/m2 ප්‍රමාණයට අනුරූප වේ.
ඉලොක්සල් ප්‍රතිකාර කළ සින්ක් සල්ෆේට් ආලේපන ද පරීක්ෂා කරන ලදී. සාර්ව දෘෂ්ටි කෝණයෙන්, ආලේපනය ඉතා තුනී හා ඒකාකාර ස්ථරයකි (රූපය 7a). කෙසේ වෙතත්, SEM මගින් හිස් ප්‍රදේශවලින් වෙන් කරන ලද කුඩා ස්ඵටික වලින් ආවරණය වූ මතුපිට ප්‍රදේශයක් අනාවරණය විය (රූපය 7b). ආලේපනයේ සහ උපස්ථරයේ TGA පිරිසිදු ලුණු සමඟ සංසන්දනය කරන ලදී (රූපය 7c). පිරිසිදු ලුණු 59.1°C දී අසමමිතික උච්චයක් ඇත. ආලේපිත ඇලුමිනියම් 55.5°C සහ 61.3°C දී කුඩා උච්ච දෙකක් පෙන්නුම් කළ අතර, එය සින්ක් සල්ෆේට් හයිඩ්‍රේට් පවතින බව පෙන්නුම් කරයි. අත්හදා බැලීමේදී අනාවරණය වූ ස්කන්ධ වෙනස 150°C විජලනය වන උෂ්ණත්වයකදී 10.9 g/m2 ට අනුරූප වේ.
පෙර යෙදුමේ මෙන්53, සෝර්බන්ට් ආලේපනයේ ඇලීම සහ ස්ථායිතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා හයිඩ්‍රොක්සිඑතිල් සෙලියුලෝස් බන්ධකයක් ලෙස භාවිතා කරන ලදී. ද්‍රව්‍ය අනුකූලතාව සහ අවශෝෂණ ක්‍රියාකාරිත්වය කෙරෙහි බලපෑම TGA විසින් තක්සේරු කරන ලදී. විශ්ලේෂණය මුළු ස්කන්ධයට සාපේක්ෂව සිදු කරනු ලැබේ, එනම් සාම්පලයට ආලේපන උපස්ථරයක් ලෙස භාවිතා කරන ලෝහ තහඩුවක් ඇතුළත් වේ. ISO2409 පිරිවිතරයේ අර්ථ දක්වා ඇති හරස් නොච් පරීක්ෂණය මත පදනම් වූ පරීක්ෂණයක් මගින් ඇලවීම පරීක්ෂා කරනු ලැබේ (පිරිවිතර ඝණකම සහ පළල අනුව නොච් වෙන් කිරීමේ පිරිවිතර සපුරාලිය නොහැක).
කැල්සියම් ක්ලෝරයිඩ් (CaCl2) (රූපය 8a බලන්න) සමඟ පැනල් ආලේප කිරීමෙන් අසමාන ව්‍යාප්තියක් ඇති වූ අතර, එය තීර්යක් නොච් පරීක්ෂණය සඳහා භාවිතා කරන පිරිසිදු ඇලුමිනියම් ආලේපනයේ නිරීක්ෂණය නොවීය. පිරිසිදු CaCl2 සඳහා වන ප්‍රතිඵල හා සසඳන විට, TGA (රූපය 8b) පිළිවෙලින් 40 සහ 20°C අඩු උෂ්ණත්ව දෙසට මාරු වූ ලාක්ෂණික උච්ච දෙකක් පෙන්වයි. හරස්කඩ පරීක්ෂණය වෛෂයික සංසන්දනයකට ඉඩ නොදේ, මන්ද පිරිසිදු CaCl2 නියැදිය (රූපය 8c හි දකුණු පස ඇති නියැදිය) කුඩු අවක්ෂේපයක් වන අතර එමඟින් ඉහළම අංශු ඉවත් කරයි. HEC ප්‍රතිඵල මගින් සතුටුදායක ඇලවීමක් සහිත ඉතා තුනී සහ ඒකාකාර ආලේපනයක් පෙන්නුම් කරන ලදී. රූපය 8b හි දැක්වෙන ස්කන්ධ වෙනස 150°C උෂ්ණත්වයකදී adsorber හි ඒකක ප්‍රදේශයකට 51.3 g/m2 ට අනුරූප වේ.
මැග්නීසියම් සල්ෆේට් (MgSO4) සමඟ ඇලවීම සහ ඒකාකාරිත්වය අනුව ධනාත්මක ප්‍රතිඵල ද ලබා ගන්නා ලදී (රූපය 9 බලන්න). ආලේපනයේ අවශෝෂණ ක්‍රියාවලිය විශ්ලේෂණය කිරීමේදී ආසන්න වශයෙන් 60°C ක එක් උච්චයක් පවතින බව පෙන්නුම් කරන ලදී. මෙම උෂ්ණත්වය පිරිසිදු ලවණ විජලනය කිරීමේදී දක්නට ලැබෙන ප්‍රධාන අවශෝෂණ පියවරට අනුරූප වන අතර එය 44°C හි තවත් පියවරක් නියෝජනය කරයි. එය හෙක්සහයිඩ්‍රේට් සිට පෙන්ටහයිඩ්‍රේට් දක්වා සංක්‍රමණයට අනුරූප වන අතර බන්ධන සහිත ආලේපන සම්බන්ධයෙන් නිරීක්ෂණය නොකෙරේ. හරස්කඩ පරීක්ෂණ මගින් පිරිසිදු ලුණු භාවිතයෙන් සාදන ලද ආලේපන හා සසඳන විට වැඩිදියුණු කළ ව්‍යාප්තිය සහ ඇලවීම පෙන්නුම් කරයි. TGA-DTC හි නිරීක්ෂණය කරන ලද ස්කන්ධ වෙනස 150°C උෂ්ණත්වයකදී adsorber හි ඒකක ප්‍රදේශයකට 18.4 g/m2 ට අනුරූප වේ.
මතුපිට අක්‍රමිකතා හේතුවෙන්, ස්ට්‍රොන්ටියම් ක්ලෝරයිඩ් (SrCl2) වරල් මත අසමාන ආලේපනයක් ඇත (රූපය 10a). කෙසේ වෙතත්, තීර්යක් නොච් පරීක්ෂණයේ ප්‍රතිඵල සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු කළ ඇලවීමක් සහිත ඒකාකාර ව්‍යාප්තියක් පෙන්නුම් කළේය (රූපය 10c). TGA විශ්ලේෂණය බරෙහි ඉතා කුඩා වෙනසක් පෙන්නුම් කළ අතර, එය ලෝහ උපස්ථරයට සාපේක්ෂව අඩු ලුණු අන්තර්ගතය නිසා විය යුතුය. කෙසේ වෙතත්, වක්‍රයේ පියවර මගින් විජලනය වීමේ ක්‍රියාවලියක් පවතින බව පෙන්නුම් කරයි, නමුත් උච්චතම අවස්ථාව පිරිසිදු ලුණු සංලක්ෂිත කිරීමේදී ලබාගත් උෂ්ණත්වය සමඟ සම්බන්ධ වේ. රූපය 10b හි නිරීක්ෂණය කරන ලද 110°C සහ 70.2°C හි උච්චතම අවස්ථා ද පිරිසිදු ලුණු විශ්ලේෂණය කිරීමේදී හමු විය. කෙසේ වෙතත්, 50°C හි පිරිසිදු ලුණු වල නිරීක්ෂණය කරන ලද ප්‍රධාන විජලනය කිරීමේ පියවර බන්ධකය භාවිතා කරන වක්‍රවල පිළිබිඹු නොවීය. ඊට වෙනස්ව, බන්ධන මිශ්‍රණය 20.2°C සහ 94.1°C හි උච්ච දෙකක් පෙන්නුම් කළ අතර ඒවා පිරිසිදු ලුණු සඳහා මනිනු නොලැබුණි (රූපය 10b). 150 °C උෂ්ණත්වයකදී, නිරීක්ෂණය කරන ලද ස්කන්ධ වෙනස adsorber හි ඒකක ප්‍රදේශයකට 7.2 g/m2 ට අනුරූප වේ.
HEC සහ සින්ක් සල්ෆේට් (ZnSO4) සංයෝජනය පිළිගත හැකි ප්‍රතිඵල ලබා දුන්නේ නැත (රූපය 11). ආලේපිත ලෝහයේ TGA විශ්ලේෂණයෙන් කිසිදු විජලනය කිරීමේ ක්‍රියාවලියක් අනාවරණය නොවීය. ආලේපනයේ ව්‍යාප්තිය සහ ඇලවීම වැඩිදියුණු වී ඇතත්, එහි ගුණාංග තවමත් ප්‍රශස්ත නොවේ.
ලෝහ තන්තු තුනී හා ඒකාකාර තට්ටුවකින් ආලේප කිරීම සඳහා ඇති සරලම ක්‍රමය වන්නේ තෙත් කාවැද්දීමයි (රූපය 12a), එයට ඉලක්කගත ලුණු සකස් කිරීම සහ ජලීය ද්‍රාවණයකින් ලෝහ තන්තු කාවැද්දීම ඇතුළත් වේ.
තෙත් කාවැද්දීම සඳහා සූදානම් වන විට, ප්‍රධාන ගැටළු දෙකක් ඇති වේ. එක් අතකින්, සේලයින් ද්‍රාවණයේ මතුපිට ආතතිය සිදුරු සහිත ව්‍යුහයට ද්‍රවය නිවැරදිව ඇතුළත් කිරීම වළක්වයි. පිටත පෘෂ්ඨයේ ස්ඵටිකීකරණය (රූපය 12d) සහ ව්‍යුහය තුළ සිරවී ඇති වායු බුබුලු (රූපය 12c) අඩු කළ හැක්කේ මතුපිට ආතතිය අඩු කිරීමෙන් සහ සාම්පලය ආසවනය කළ ජලයෙන් පෙර තෙත් කිරීමෙන් පමණි. ඇතුළත වාතය ඉවත් කිරීමෙන් හෝ ව්‍යුහය තුළ ද්‍රාවණ ප්‍රවාහයක් නිර්මාණය කිරීමෙන් සාම්පලයේ බලහත්කාරයෙන් විසුරුවා හැරීම ව්‍යුහය සම්පූර්ණයෙන් පිරවීම සහතික කිරීම සඳහා වෙනත් ඵලදායී ක්‍රම වේ.
සකස් කිරීමේදී ඇති වූ දෙවන ගැටළුව වූයේ ලුණු කොටසෙන් පටලය ඉවත් කිරීමයි (රූපය 12b බලන්න). මෙම සංසිද්ධිය ද්‍රාවණ පෘෂ්ඨය මත වියළි ආලේපනයක් සෑදීම මගින් සංලක්ෂිත වන අතර එමඟින් සංවහන උත්තේජනය කරන ලද වියළීම නවතා විසරණය උත්තේජනය කරන ලද ක්‍රියාවලිය ආරම්භ වේ. දෙවන යාන්ත්‍රණය පළමු එකට වඩා බෙහෙවින් මන්දගාමී වේ. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, සාධාරණ වියළීමේ කාලයක් සඳහා ඉහළ උෂ්ණත්වයක් අවශ්‍ය වන අතර එමඟින් නියැදිය තුළ බුබුලු සෑදීමේ අවදානම වැඩි වේ. සාන්ද්‍රණය වෙනස් වීම (වාෂ්පීකරණය) මත නොව, උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම මත (රූපය 13 හි MgSO4 සමඟ උදාහරණයේ මෙන්) ස්ඵටිකීකරණයේ විකල්ප ක්‍රමයක් හඳුන්වා දීමෙන් මෙම ගැටළුව විසඳනු ලැබේ.
MgSO4 භාවිතයෙන් ඝන සහ ද්‍රව අවධි සිසිලනය සහ වෙන් කිරීමේදී ස්ඵටිකීකරණ ක්‍රියාවලියේ ක්‍රමානුකූල නිරූපණය.
මෙම ක්‍රමය භාවිතයෙන් කාමර උෂ්ණත්වයේ (HT) හෝ ඊට වැඩි උෂ්ණත්වයකදී සංතෘප්ත ලුණු ද්‍රාවණ සකස් කළ හැක. පළමු අවස්ථාවේ දී, කාමර උෂ්ණත්වයට වඩා අඩු උෂ්ණත්වය අඩු කිරීමෙන් ස්ඵටිකීකරණය බල කරන ලදී. දෙවන අවස්ථාවේ දී, සාම්පලය කාමර උෂ්ණත්වයට (RT) සිසිල් කළ විට ස්ඵටිකීකරණය සිදු විය. ප්‍රතිඵලය වන්නේ ස්ඵටික (B) සහ ද්‍රාවිත (A) මිශ්‍රණයක් වන අතර, එහි ද්‍රව කොටස සම්පීඩිත වාතය මගින් ඉවත් කරනු ලැබේ. මෙම ප්‍රවේශය මෙම හයිඩ්‍රේට මත පටලයක් සෑදීම වළක්වනවා පමණක් නොව, අනෙකුත් සංයුක්ත සකස් කිරීම සඳහා අවශ්‍ය කාලයද අඩු කරයි. කෙසේ වෙතත්, සම්පීඩිත වාතය මගින් ද්‍රව ඉවත් කිරීම ලුණු අතිරේක ස්ඵටිකීකරණයට හේතු වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ඝන ආලේපනයක් ඇති වේ.
ලෝහ මතුපිට ආලේප කිරීම සඳහා භාවිතා කළ හැකි තවත් ක්‍රමයක් වන්නේ රසායනික ප්‍රතික්‍රියා හරහා ඉලක්කගත ලවණ සෘජුවම නිෂ්පාදනය කිරීමයි. අපගේ පෙර අධ්‍යයනයේ වාර්තා කර ඇති පරිදි, වරල් සහ නලවල ලෝහ මතුපිට අම්ල ප්‍රතික්‍රියා කිරීමෙන් සාදන ලද ආලේපිත තාපන හුවමාරුකාරකවලට වාසි ගණනාවක් ඇත. ප්‍රතික්‍රියාව අතරතුර වායූන් සෑදීම හේතුවෙන් තන්තු වලට මෙම ක්‍රමය යෙදීම ඉතා දුර්වල ප්‍රතිඵලවලට හේතු විය. හයිඩ්‍රජන් වායු බුබුලු වල පීඩනය පරීක්ෂණය තුළ ගොඩනඟා නිෂ්පාදනය පිට කරන විට මාරු වේ (රූපය 14a).
ආලේපනයේ ඝණකම සහ ව්‍යාප්තිය වඩා හොඳින් පාලනය කිරීම සඳහා රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක් හරහා ආලේපනය වෙනස් කර ඇත. මෙම ක්‍රමයට නියැදිය හරහා අම්ල මීදුම ප්‍රවාහයක් ගමන් කිරීම ඇතුළත් වේ (රූපය 14b). මෙය උපස්ථර ලෝහය සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කිරීමෙන් ඒකාකාර ආලේපනයක් ඇති කරනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ. ප්‍රතිඵල සතුටුදායක විය, නමුත් ක්‍රියාවලිය ඵලදායී ක්‍රමයක් ලෙස සැලකීමට තරම් මන්දගාමී විය (රූපය 14c). දේශීය උණුසුම මගින් කෙටි ප්‍රතික්‍රියා කාලයන් ලබා ගත හැකිය.
ඉහත ක්‍රමවල අවාසි මඟහරවා ගැනීම සඳහා, මැලියම් භාවිතය මත පදනම් වූ ආලේපන ක්‍රමයක් අධ්‍යයනය කර ඇත. පෙර කොටසේ ඉදිරිපත් කරන ලද ප්‍රතිඵල මත පදනම්ව HEC තෝරා ගන්නා ලදී. සියලුම සාම්පල 3% wt හි සකස් කර ඇත. බන්ධකය ලුණු සමඟ මිශ්‍ර කර ඇත. තන්තු ඉළ ඇට සඳහා සමාන ක්‍රියා පටිපාටියකට අනුව පූර්ව ප්‍රතිකාර කරන ලදී, එනම් මිනිත්තු 15 ක් ඇතුළත 50% පරිමාවකින් පොඟවා ඇත. සල්ෆියුරික් අම්ලය, පසුව සෝඩියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ්වල තත්පර 20 ක් පොඟවා, ආසවනය කළ ජලයේ සෝදා අවසානයේ ආසවනය කළ ජලයේ විනාඩි 30 ක් පොඟවා ඇත. මෙම අවස්ථාවේ දී, කාවැද්දීමට පෙර අතිරේක පියවරක් එකතු කරන ලදී. නියැදිය තනුක ඉලක්කගත ලුණු ද්‍රාවණයක කෙටියෙන් ගිල්වා ආසන්න වශයෙන් 60°C දී වියළන්න. ක්‍රියාවලිය සැලසුම් කර ඇත්තේ ලෝහයේ මතුපිට වෙනස් කිරීමට, අවසාන අදියරේදී ආලේපනයේ ව්‍යාප්තිය වැඩි දියුණු කරන න්‍යෂ්ටික ස්ථාන නිර්මාණය කිරීමට ය. තන්තුමය ව්‍යුහයට සූතිකා තුනී හා තදින් ඇසුරුම් කර ඇති එක් පැත්තක් ඇති අතර, සූතිකා ඝන සහ අඩුවෙන් බෙදා හරින ලද ප්‍රතිවිරුද්ධ පැත්ත ඇත. මෙය නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන් 52 ක ප්‍රතිඵලයකි.
කැල්සියම් ක්ලෝරයිඩ් (CaCl2) සඳහා ප්‍රතිඵල 1 වගුවේ පින්තූර සමඟ සාරාංශ කර නිරූපණය කර ඇත. එන්නත් කිරීමෙන් පසු හොඳ ආවරණයක්. මතුපිට දෘශ්‍යමාන ස්ඵටික නොමැති එම කෙඳි පවා ලෝහමය පරාවර්තනයන් අඩු කර ඇති අතර, එය නිමාවේ වෙනසක් පෙන්නුම් කරයි. කෙසේ වෙතත්, සාම්පල CaCl2 සහ HEC ජලීය මිශ්‍රණයකින් කාවද්දා 60°C පමණ උෂ්ණත්වයකදී වියළන ලද පසු, ආලේපන ව්‍යුහයන්ගේ ඡේදනයන්හි සාන්ද්‍රණය කරන ලදී. මෙය ද්‍රාවණයේ මතුපිට ආතතිය නිසා ඇතිවන බලපෑමකි. පොඟවා ගැනීමෙන් පසු, දියර එහි මතුපිට ආතතිය හේතුවෙන් සාම්පලය තුළ පවතී. මූලික වශයෙන් එය ව්‍යුහයන්ගේ ඡේදනයේදී සිදු වේ. නියැදියේ හොඳම පැත්තේ ලුණු පිරවූ සිදුරු කිහිපයක් ඇත. ආලේප කිරීමෙන් පසු බර 0.06 g/cm3 කින් වැඩි විය.
මැග්නීසියම් සල්ෆේට් (MgSO4) ආලේප කිරීමෙන් ඒකක පරිමාවකට වැඩි ලුණු ප්‍රමාණයක් නිපදවන ලදී (වගුව 2). මෙම අවස්ථාවේ දී, මනින ලද වැඩිවීම 0.09 g/cm3 වේ. බීජ වැපිරීමේ ක්‍රියාවලියේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස පුළුල් සාම්පල ආවරණයක් ඇති විය. ආලේපන ක්‍රියාවලියෙන් පසු, ලුණු සාම්පලයේ තුනී පැත්තේ විශාල ප්‍රදේශ අවහිර කරයි. ඊට අමතරව, මැට් වල සමහර ප්‍රදේශ අවහිර වී ඇත, නමුත් යම් සිදුරු රඳවා තබා ගනී. මෙම අවස්ථාවේ දී, ව්‍යුහයන්ගේ ඡේදනය වන විට ලුණු සෑදීම පහසුවෙන් නිරීක්ෂණය කළ හැකි අතර, ආලේපන ක්‍රියාවලිය ප්‍රධාන වශයෙන් සිදුවන්නේ ද්‍රවයේ මතුපිට ආතතිය නිසා මිස ලුණු සහ ලෝහ උපස්ථරය අතර අන්තර්ක්‍රියා නිසා නොවන බව තහවුරු කරයි.
ස්ට්‍රොන්ටියම් ක්ලෝරයිඩ් (SrCl2) සහ HEC සංයෝගය සඳහා වූ ප්‍රතිඵල පෙර උදාහරණවලට සමාන ගුණාංග පෙන්නුම් කළේය (වගුව 3). මෙම අවස්ථාවේ දී, නියැදියේ තුනී පැත්ත සම්පූර්ණයෙන්ම පාහේ ආවරණය වී ඇත. නියැදියෙන් වාෂ්ප මුදා හැරීමේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස වියළීමේදී සෑදෙන තනි සිදුරු පමණක් දෘශ්‍යමාන වේ. මැට් පැත්තේ නිරීක්ෂණය කරන ලද රටාව පෙර අවස්ථාවට බෙහෙවින් සමාන ය, ප්‍රදේශය ලුණු වලින් අවහිර කර ඇති අතර තන්තු සම්පූර්ණයෙන්ම ආවරණය නොවේ.
තාප හුවමාරුකාරකයේ තාප ක්‍රියාකාරිත්වයට තන්තුමය ව්‍යුහයේ ධනාත්මක බලපෑම තක්සේරු කිරීම සඳහා, ආලේපිත තන්තුමය ව්‍යුහයේ ඵලදායී තාප සන්නායකතාවය තීරණය කර පිරිසිදු ආලේපන ද්‍රව්‍ය සමඟ සංසන්දනය කරන ලදී. දන්නා තාප සන්නායකතාවය සහිත යොමු ද්‍රව්‍යයක් භාවිතා කරමින් රූපය 15a හි පෙන්වා ඇති පැතලි පැනල් උපාංගය භාවිතයෙන් ASTM D 5470-2017 අනුව තාප සන්නායකතාවය මනිනු ලැබීය. අනෙකුත් අස්ථිර මිනුම් ක්‍රම හා සසඳන විට, මෙම මූලධර්මය වත්මන් අධ්‍යයනයේ භාවිතා කරන සිදුරු සහිත ද්‍රව්‍ය සඳහා වාසිදායක වේ, මන්ද මිනුම් ස්ථාවර තත්වයකින් සහ ප්‍රමාණවත් සාම්පල ප්‍රමාණයකින් (පාදක ප්‍රදේශය 30 × 30 mm2, උස ආසන්න වශයෙන් 15 mm) සිදු කරනු ලැබේ. පිරිසිදු ආලේපන ද්‍රව්‍යයේ (යොමු) සහ ආලේපිත තන්තු ව්‍යුහයේ සාම්පල තන්තු දිශාවට සහ තන්තු දිශාවට ලම්බකව මිනුම් සඳහා සකස් කරන ලද අතර ඇනිසොට්‍රොපික් තාප සන්නායකතාවයේ බලපෑම තක්සේරු කරන ලදී. නියැදිය තුළ ව්‍යුහය පිළිබිඹු නොකරන නියැදි සකස් කිරීම හේතුවෙන් මතුපිට රළුබවෙහි බලපෑම අවම කිරීම සඳහා නිදර්ශක මතුපිට (P320 ග්‍රිට්) බිම තබා ඇත.