SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF NANO-METAL OXIDE ZEOLITES FOR HYDROGEN GAS DETECTION

Abstract

لقد كان الهدف الأساسي من هذه الدراسة هو تحضير وفحص الزيولايت (ZSM 5) نانوية البنية وتطبيقها في الكشف عن غاز الهيدروجين. حيث تم تحضير (Na-ZSM 5) نانوية البنيةبإستخدام التسخين المباشر عند درجة حرارة 160 درجة مئوية. وللحصول على ZnO-ZSM 5 و SnO2-ZSM 5و TiO2-ZSM 5 فقد تم اتباع الخطوات التالية:اولاا باستخدام طريقة التبادل الأيوني، تم تحويل H-ZSM 5 Na-ZSM 5 الى من خلال استبدال أيونات الصوديوم بهيدروكسيد الأمونيوم. ثانيا: تم تحميل H-ZSM 5 بـ خلات الزنك وخلات القصدير وإيزوبروبوكسيد التيتانيوم، ثم التسخين عند درجة حرارة 550 درجة مئوية، لمدة 16 ساعة من أجل الحصول على ZSM 5 المحملة بأكاسيد المعادن (ZnO-ZSM 5 و SnO2-ZSM 5و TiO2-ZSM 5). بعد ذلك تم فحص المواد المحضرة باستخدام مجموعة الأجهزة التالية: حيود الأشعة السينية ، وجهاز التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء والمجهر الإلكتروني الماسح والمجهر الإلكتروني النافذ ، والتشتت الطيفي للطاقة والتحليل الطيفي الكهروضوئي. لقد أثبتت أطياف حيود الأشعة السينية للمواد المحضرة التركيب البلوري لـ ZSM 5 حيث لا يوجد قمم حيود منسوبة لأكاسيد المعادن؛ وهذا يمكن تفسيره بأنه نتيجة لنقص تراكيز أكاسيد المعادن، بالإضافة إلى الانتشار الواسع للمعادن في الزيولايت. وقد أكد التحليل الطيفي باستخدام الأشعة تحت الحمراء التركيب البلوري للمواد المحضرة. كما أثبت – أيضا – المجهر الإلكتروني الماسح والمجهر الإلكتروني النافذ الطبيعة النانوية للمواد المحضرة، إضافة إلى ذلك تم التأكد من التركيب البلوري للمواد المحضرة بواسطة حيود الإلكترونات خلال المواد المحضرة. ولإثبات احتواء ZSM 5 على معادن الزنك والقصدير والتيتانيوم، فقد تم استخدام تقنية التشتت الطيفي للطاقة والتحليل الطيفي الكهروضوئي ، وللتأكد أيضا، فقد تم استخدام المجهر الإلكتروني، حيث تم قياس حجم المعادن التى قدرت بـ 5 نانومتر تقريبا. أخيرا، اختبرت هذه الدراسة كلا من ZnO-ZSM 5 و SnO2-ZSM 5و TiO2-ZSM 5 ؛لاستكشاف غاز الهيدروجين عند تراكيز مختلفة للهيدروجين (0.05% و 0.1% و 0.2% و 0.4% و 0.6% و 0.8% و 1%)، وعند درجات حرارة مختلفة (300 و 350 درجة مئوية)، حيث وجد أن الاستجابة للمواد المحضرة متساوية تقريبا عند 300 و 350 درجة مئوية. وقد لاحظنا في هذه الدراسة استجابة كل من ZnO-ZSM 5 و SnO2-ZSM 5و TiO2-ZSM 5 للتراكيز المختلفة لغاز الهيدروجين؛ فكانت تقريبا خطية على مدى ما بين 0.2% و 1% . إلى جانب ذلك تبين أن ZnO-ZSM 5 تملك أعلى استجابة لغاز الهيدروجين مقارنة بـ SnO_2-ZSM 5 وTiO_2-ZSM