دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی شیمی 

تمایل : پیشرانه مایع

عنوان : پارامترهای موثر بر ساخت نانو کاتالیست Al2O3 – γ Ir

دانشکده شیمی و مهندسی شیمی

پایان نامه دوره کارشناسی ارشد پیشرانه مایع

عنوان:

پارامترهای موثر بر ساخت نانو کاتالیست Al2O3 – γ Ir/  واسه جدا سازی هیدرازین و بهینه سازی اون­ها

 استادان راهنما:

دکتر شهرام قنبری پاکدهی

دکتر علیمراد رشیدی

استاد مشاور:

دکتر علیرضا زارعی

واسه رعایت تکهایی از متن پایان نامه مثلا :

(ممکنه هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزه یا بعضی نمادها و اشکال درج نشه ولی در فایل دانلودی همه چیز منظم و کامله)

صفحه                     عنوان     
هفت فهرست مطالب  
نه فهرست جدول­ها  
یازده فهرست شکل­ها  
1 چکیده

 
۲ مروری بر منابع

فصل اول
۳ مقدمه

۵ معرفی سیستم پیشرانش

۱-۱-
۶ شکل های جور واجور تک­پیشرانه

۲-۱-
۸ عملکرد جدا سازی تک­پیشرانه هیدرازین

 ۱-۲-۱ –
۹ مقدمات عمومی کاتالیست­ها

۳-۱-
۱۰ خواص کاتالیست­ها

۴-۱-
۱۰ ساخت کاتالیزورهای صنعتی

۵-۱-
۱۱ فاکتورهای انتخاب پایه کاتالیزور

۶-۱-
۱۶ دسته­بندی سیستم­های کاتالیزوری

۷-۱-
۱۶ طبیعت کاتالیست­های ناهمگن

۱-۷-۱-
۱۹ پارامترهای طراحی بستر کاتالیست

۸-۱-
۲۰ فعالیت کاتالیست جدا سازی هیدرازین

۹-۱-
۲۲ شناسایی روش­های ساخت کاتالیستIr/γ-Al2O3

۱۰-۱-
۳۰ بررسی روش­ها

۱۱-۱-
۳۳ مناسب­ترین روش ساخت کاتالیستIr/γ-Al2O3

۱۲-۱-
۳۷ کاتالیست­های دو فلزی

 

۱۳-۱-
۳۸ ساخت کاتالیست­های نیکل طبق آلومینا

۱-۱۳-۱-
۳۹ سیستم تست کاتالیست

۱۴-۱-
۴۲ روش تحقیق

فصل دوم
۴۳ مواد مورد استفاده

۱-۲-
۴۷ لوازم مورد استفاده

۲-۲-
۵۱ آنالیزهای انجام شده

۳-۲-
۵۵ روش انجام آزمایشات

۴-۲-
۵۶ ساخت کاتالیست

۱-۴-۲-
۵۸ روش تست کاتالیست

۲-۴-۲-
۵۹ یافته های و بحث

فصل سوم

۶۰ تعیین درصد ایریدیوم

۱-۳-
۶۲ تعیین PH

۲-۳-
۶۲ ساخت کاتالیست

۳-۳-
۶۶ بررسی پارامترهای موثر برساخت کاتالیست

۴-۳-
۶۶ یافته های حاصل از بررسی XRD

۵-۳-
۷۴ اندازه کریستال­ها در بررسی XRD

۶-۳-
۷۹ یافته های حاصل از آنالیزBET

۷-۳-
۷۹ یافته های حاصل از آنالیزSEM

۸-۳-
۸۲ یافته های حاصل از آنالیزEDS

۹-۳-
۸۳ یافته های حاصل از آنالیزTPR

۱۰-۳-
۸۴ یافته های حاصل از آنالیزTEM

۱۱-۳-
۸۵ یافته های حاصل از انجام تست­های راکتوری

۱۲-۳-
۸۵ شرایط عملیاتی هنگام تست راکتوری

۱-۱۲-۳-
۸۶ یافته های حاصل از انجام تست راکتوری و آنالیزUV

۲-۱۲-۳-
۹۶ نتیجه­گیری و پیشنهادات

 
۹۶ نتیجه­گیری

 
۹۷ پیشنهادات

 
۹۹   منابع
۱۰۲   پیوست­ها
۱۰۳ پیشرفت کاتالیستی جدا سازی خودبخودی هیدرازین در کشورهای جور واجور

پیوستالف
۱۰۶ پیشرفت کاتالیستی جدا سازی غیرخودبخودی هیدرازین در کشورهای جور واجور

پیوست ب
۱۰۷ نکات ایمنی مربوط به نمک هگزا کلرو ایریدیک اسید

پیوست ج
۱۰۸ نکات ایمنی مربوط به هیدرازین

پیوست د
۱۰۸ نمودار کالیبراسیون

پیوست ه
۱۱۰ بررسی BET

پیوست و

چکیده

در این تحقیق نانو کاتالیست­های­ Ir/γ-Al2O3 و Ir-Ni/γ-Al2O3 سنتز شدن و در جدا سازی­ی هیدرازین بررسی شدن
روش­های جور واجور سنتز بررسی شد و روش تلقیح به دلیل هزینه و تعداد مراحل کم­تر و قطر ذرات تولیدی مناسب به نسبت بقیه روش­های مورد بررسی، انتخاب شد
کاتالیست­های ایریدیوم طبق­ی آلومینا با استفاده از حل کردن اسید هگزاکلروایریدیک به  عنوان پیش­ماده­ی فاز فلزی فعال در آب دیونیزه و اسید کلریدریک آماده شد
قبل از اولین تلقیح، پایه در آون در دمای oC۱۲۰ به مدت ۱۶ ساعت خشک شد
بعد از هر تلقیح، هم دانه­ها در آونی با دمای oC۱۲۰ قرار گرفتن
بعد در کوره با دمایی oC۳۸۰ و ۵۰۰ کلسینه شدن
روی کاتالیست­های سنتز شده، آنالیزهای SEM، TEM، XRD و TPR انجام گرفت
تست­های راکتوری واسه عکس العمل جدا سازی هیدرازین در دو دمای عملیاتی oC۱۰۰ و ۴۰ با میزان حدود ۰/۲ گرم کاتالیست انجام شد
یافته ها نشون داد که کاتالیست ۲۰ درصد وزنی ایریدیوم طبق­ی آلومینا بالاترین بهره وری در جدا سازی آمونیاک رو داره
اینم بگیم که این فرق در بهره وری عکس العمل جدا سازی آمونیاک، با دو کاتالیست ۱۰ و ۳۰ درصد وزنی ایریدیوم طبق آلومینا مقداری ناچیزه

مقدمه

کاتالیست­ها که بعضی صنایع دنیا طبق­ی اون­ها استوارند، تولید خیلی از اجناس رو درزمان فرآیندهای شیمیایی آسون کردن می­کنن
کاتالیست­ها به دلیل خواص سطحی ویژه و با عوض کردن راه عکس العمل شیمیایی روی سرعت عکس العمل تاثیر می ذارن
با ورود فناوری نانو به صنعت تولید کاتالیست­ها، نانو کاتالیست­ها نمود بیش تری پیدا کردن
این کاتالیست­ها در بیشتر موارد، خواص خیلی از خود نشون دادن و قسمتی از آن­ها به فرآیندهای صنعتی راه یافته­ان

بعضی از کاتالیست­های مورد استفاده شامل کریستال­های فلزی قرار گرفته روی پایه­ای با مساحت سطح بالا می­باشن
این کاتالیست­ها به وسیله تلقیح[1]پایه با محلولی از ترکیبات فلزی می­تونن تولید شن
در طول تلقیح و خشک کردن پشت سر هم، نمونه­های فلزی روی پایه قرار می­گیرند]۱[
(البته باید توجه داشت که روش­های متفاوتی واسه ساخت کاتالیست هست که یکی از این روش­ها، تلقیح می­باشه)

استفاده از کاتالیست­ها در مورد­ پیشرانش قبل از جنگ جهانی دوم در آلمان با جدا سازی­ی کاتالیستی  H2O2  (۸۰% وزنی) از راه تزریق نمک­های پرمنگنات شروع شد( مثلا: واحدهای کمک برخاست واسه هواپیمای He – 176، V1 catapult، (V2 turbopump
هم اینکه هیدروژن پراکساید به همراه نفت دیزل[3] واسه اژدر و پیشران زیردریایی استفاده کرده شد
بعد از جنگ جهانی دوم، در برنامه­ی راکت UK Black  Knight ، نفت سفید[4] با H2O2  و بستر کاتالیستی تورسیمی نقره­ای استفاده کرده شد (پیشرانه­ی دو جزئی)
شروع برنامه­های فضایی به جایگزینی H2O2 با هیدرازین پایدارتر که می تونه به تنهایی به عنوان تک­پیشرانه[6] استفاده شه، منجر شد؛  به خاطر کنترل موقعیت (مدار) و طرز قرار گرفتن ماهواره­های پرتاب شده ازموتورهای خیلی ساده کوچیک استفاده گردید
این موتورها تراستر نامیده شدن
این روزا هم واسه جفت و جور انرژی لازم تراست از جدا سازی کاتالیستی تک­پیشرانه­هایی مثل هیدرازین استفاده می­شه[۲]

استفاده از تک­پیشرانه هیدرازین در سیستم­های پیشرانه­ی ماهواره­ها، افق­های فکری جدیدی رو در علم بشری باز کرده، که مستقیما مسایلی مثل کشف منابع طبیعی در فضای بین سیاره­ای و روی زمین، پیش بینی آب و هوا، ارتباطات تلویزیونی و رادیویی و ناوبری دریانوردی رو تحت تاثیر قرار می­بده[۳]
اهمیت این موضوع باعث شد که مطالعه­ای دور و بر این موضوع با عنوان معرفی روشای ساخت، بررسی، تعیین نشونه و اجرا نانو کاتالیست Ir/ – Al2O3  واسه جدا سازی­ی هیدرازین، صورت گیرد
یافته های حاصل از  تحقیقات و تحقیقاتی که در این مورد شده در فصل اول آورده شده
جدا از اینکه اون در فصل اول مقدمات عمومی کاتالیست­ها مثل خواص و ترکیبات لازم واسه ساخت اون­ها، پارامترهای انتخاب پایه­، امتیازات استفاده از کاتالیست­های پایه­دار، تهیه­ی کاتالیزورهای فلزی روی پایه، خصوصیات گاما-آلومینا، دسته­بندی سیستم­های کاتالیزوری، روش­های تهیه­ی کاتالیزورهای ناهمگن، پارامترهای موثر بر روش ساخت کاتالیست مزبور، مقدمه­ای کلی بر شکل های جور واجور تراسترها و ساختار تراستر گرم، معرفی تک­پیشرانه­های به کار رفته در این مورد، بررسی شده
در فصل دوم لیست مواد و لوازم آزمایشگاهی، روش انجام آزمایشات مربوطه، سیستم تست کاتالیست و روش بررسی اجناس خروجی از راکتور بیان شده
در فصل سوم یافته های و بررسی اون­ها آورده شده
در فصل چهارم نتیجه گیری کلی و پیشنهاداتی واسه تحقیقات بعدی بیان گردیده
     

۱-۱-معرفی سیستم­های پیشرانش

پس از پرتاب ماهواره و قرار دادن اون در یک مدار مشخص، سیستم ویژه­ای واسه تصحیح و کنترل مدار مربوطه احتیاج می­باشه
واسه این منظور از سه نوع سیستم پیشرانش استفاده می­شه: سیستم­های گاز سرد، داغ و گرم
سیستم­های گاز سرد از یک گاز خنثی استفاده می­کنن
این سیستم­ها ساده­ترین نوع سیستم پیشرانش هستن و شامل یک موتور می­باشن و طبق کاربردشان ممکنه به شکل چندگانه هم ساخته شن
در سیستم پیشرانش گاز سرد، ضخامت و به دنبال اون وزن بالای مخزن ذخیره، استفاده از آن رو محدود کرده
هم اینکه به دلیل اینکه فشار تانک ذخیره عموما کاهشیه( مثل خروج گاز از یک بالن) پس کم کم بازدهی اون کاهش می­یابد
این سیستم­ واسه کنترل مدار ماهواره­ها استفاده می­شه
این روزا از این سیستم­ها وقتی به ایمپالس و یا سطح تراست پایین احتیاجه و جایی که اجرا پیشرانه­های شیمیایی دیگه به دلیل مسائل ایمنی دارای مشکلات خاصیه، استفاده می­شه
سیستم­های پیشرانش گاز داغ، از اندازه بزرگتری نسبت به دیگه سیستم­های کنترل مدار برخوردار هستن و واسه ماهواره­های بزرگ استفاده می­شن
سیستم­های پیشرانش گاز داغ، دو پیشرانه­ای ان
بدلیل ایمپالس تولیدی بالاتر نسبت به سیستم پیشرانش گاز گرم، عموما وقتی به نیروی تراست بالاتر احتیاج باشه از آن­ها استفاده می­شه
سیستم­های پیشرانش گاز گرم به سیستم­های تک پیشرانه معروف هستن
دو نوع سیستم پیشرانش گاز گرم، کاتالیستی و گرمایی، هست
سیستم­های پیشرانش کاتالیستی، عموما به جفت و جور انرژی گرمایشی احتیاج ندارن، پس نسبت به سیستم جدا سازی گرمایی، به لوازم کمتری احتیاج داشته و در بین شکل های جور واجور سیستم­های مورد استفاده سیستم­های ساده­تر و دارای حجم و وزن کمتری هستن
به خاطر همین به دلیل دارا بودن امتیازات جور واجور، سیستم پیشرانش کاتالیستی، سیستمی مناسب واسه کنترل مدار ماهواره­ها شناخته شده
این روزا واسه عملیات حساس و مهم، که دقت قرار گرفتن ماهواره در مدار مناسب، از اهمیت خاص برخورداره، تمایل به سیستم­های میکروپیشرانش رو به افزایشه، که این هم با استفاده از سیستم پیشرانش کاتالیستی محقق می­شه[۴]

سیستم پیشرانش کاتالیستی از سه بخش کلی سیستم خوراک­دهی، بستر کاتالیستی و نازل تشکیل شده
سیستم خوراک­دهی تشکیل شده از مخازن خوراک و گاز فشرده واسه تزریق تک پیشرانه، شیرهای کنترل و در آخر انژکتورها می­باشه
بستر کاتالیستی شامل کاتالیست مناسب واسه جدا سازی تک پیشرانهه، که عمل جدا سازی کاتالیستی در اون رخ می­بده
نازل­ها وظیفه شتاب دادن به گازهای خروجی رو بر عهده دارن که در آخر تراست مورد نظر رو بسازن[۴]

پیشرانه ذخیره شده در مخازن خوراک پس از عبور از انژکتورها، در اثر برخورد با بستر کاتالیستی جدا سازی شده و گازهای داغ و انرژی گرمایی تولید می­کنه
گازهای داغ با عبور از نازل شتاب می­گیرند و تراست مورد نظر رو ایجاد می­کنن

۲-۱-شکل های جور واجور تک­پیشرانه­ها

به طور کلی هیدرازین به عنوان تک­پیشرانه استفاده شده
هیدروژن پراکساید، اتیلن اکساید، ایزو پروپیل نیترات و نیترومتان به عنوان تک­پیشرانه بررسی شده­ان یا استفاده شده­ان[۵]
از امتیازات اتیلن اکساید، پایین بودن کشش سطحی، فشار بخار و ویسکوزیتهه
اتیلن اکساید به دلیل برابری کم اکسیژن در مولکولش، کارکرد پایینی داره
کارکرد پایین و دمای اشتعال آدیاباتیک پایین اون، باعث شده که این روزا بیش­تر از اونکه به عنوان پیشرانه در سیستم پیشرانش کاتالیستی مورد استفاده قرار گیرد، در مولدهای گاز در راکت­ها استفاده شه[۴]

از ویژگی­های نیترومتان گرمای تشکیل تقریبا بالا، ویسکوزیته پایین و ایمپالس بالا به دلیل وجود اکسیژن بالا در مولکول اون می­باشه
نقطه انجماد اون از هیدرازین و هیدروژن پراکساید پایین­تره
مشکلات اون فشار بخار بالا، ظرفیت گرمایی پایین، وجود اشکال در شروع احتراق( همراه بودن جدا سازی اون با  انفجار ) و سمیت بالای اینه
این عوامل باعث شده­ان تا این ماده از میدون کاربردهای عملی به دور نگه داشته شه[۶]

هیدروژن پراکساید غلیظ به عنوان تک­پیشرانه تولید گاز در ایالت متحده آمریکا، روسیه و آلمان در موتورهای طراحی شده قبل از ۱۹۵۵ استفاده شده
ایمپالس ویژه تئوری هیدروژن پراکساید ۹۰ % وقتی به عنوان پیشرانه تک جزیی استفاده می­شه ۱۴۷ ثانیهه[۷]
هیدروژن پراکساید در بین تک­پیشرانه­های نامبرده بالاترین دانسیته و نقطه جوش رو داراس
هم اینکه هیدروژن پراکساید فشار بخار پایین، ظرفیت گرمایی و گرمای تشکیل تقریبا بالایی داره
باید جدا سازی اون در تموم مدت کنترل شه، چون در صورت جدا سازی شدن در تانک ذخیره، کم کم فشار داخل تانک به دلیل تولید اجناس جدا سازی افزایش یافته و حجم پراکسید هیدروژن داخل تانک کاهش می­یابد
ممکنه در اثر تولید گاز و گرما دما افزایش یافته و اگه دما به ۲۶۰ درجه سلسیوس برسه، انفجار رخ می­بده[۴]

هیدرازین نه تنها به عنوان یک سوخت قابل ذخیره سازی عالیه، بلکه به عنوان یک تک­پیشرانه که به وسیله کاتالیست مایع یا جامد مناسب جدا سازی می­شه هم قابل استفاده س
این ماده بیشتر از ۱۵ سال در تانک­های غیر قابل نفوذ قابل ذخیره سازیه[۴]

هیدرازین به عنوان یک تک­پیشرانه در کنترل جزئی و کنترل راه پرتابی راکت­ها واسه کنترل ماهواره­ها و دیگه فضاپیماها استفاده شده
سیستم­های تک­پیشرانه­ی هیدرازین، به طور گسترده واسه کنترل مدار ماهواره­ها و موشک­ها( حتی در اولین موشک­ها مثل دلتای V و آرین ۵ )، احتیاجات ایمپالس حدود ۱۰۰ ثانیه و کم­تر رو جفت و جور کرده
شکل های جور واجور جور واجور این سیستم می­تونن ضربه ویژه­ای حدود ۲۳۵-۷ ثانیه، تراستی در حد ۳۵۰-۰/۷۵ نیوتن بسازن
اما این ماده دارای معایبیه
از مشکلات هیدرازین، سمیت و سرطانزایی اینه که از دید زیست محیطی مشکل سازه[۴]
یخ زدگی ناخواسته هیدرازین در فضا پیما یک مشکل طراحیه
در خیلی از موارد، گرمکن­های الکتریکی دور و بر تانک­ها و خطوط انتقال پیشرانه رو فراگرفته­ان تا اون­ها رو گرم نگه دارن و از یخ زدگی هیدرازین جلوگیری کنن[۸]
در شکل(۱-۱) یک طراحی خاص از بستر کاتالیستی دانه­­ای[7] در راکت کنترل موقعیت و دیگه شکل های جور واجور موفق انژکتورهای هیدرازین آورده شده[۷]

تعداد صفحه :137

قیمت : 14700 تومن

com/?checkout=3113″ method=”post” name=”frm_jahanpay3113″>

بی معطلی پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار میگیره

و در جدا از اینکه فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شه

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]
com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارین می تونین مبلغ مورد نظر واسه هر فایل رو کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز رو به ایمیل ما ارسال کنین تا فایل رو از راه ایمیل دریافت کنین

***  *** ***

متن کامل در سایت sabzfile.com