شبيه سازي فرايند سنتز شيميايي فاز بخار جهت توليد ذرات نانومتري TiO2

Simulation of Chemical Vapor synthesis Process for TiO2 Nanoparticle Synthesis

روش سنتز شيميايي فاز بخار (CVS)، به دليل مزاياي فراوان آن يكي از روش هاي پر كاربرد در زمينه سنتز ذرات نانو متري TiO2 به حساب مي آيد. به دليل پيچيده بودن مكانيزم هاي حاكم بر فرايند، درك تاثير متقابل پارامترهاي قابل تنظيم به سادگي ممكن نبوده و با شبيه سازي فرآيند مي توان به اطلاعاتي ارزشمند د رمورد تغييراتي كه در حين فرآيند رخ مي دهد دست يافت و به انتخاب پارامترهاي بهينه اقدام نمود. در اين پژوهش به شبيه سازي فرآيند سنتز شيميايي فاز بخار براي توليد ذرات نانو ذرات TiO2 از پيش ماده ي TTIP، بر اساس شرايط ازمايشگهي موجود و با استفاده از نرم افزار FLUENT پرداخته شد. نتايج شبيه سازي نشان مي دهند كه در صورت كمتر بودن دماي راكتور از يك مقدار خاص، واكنش در مسير كوره كامل نشده و نرخ توليد پايين مي ماند . با افزايش پارامترهاي قابل تغيير دما، فشار و نرخ تزريق پيش ماده، غلظت مونومرهاي TiO2 و به تبع آن فوق اشباع بالاتر بوده كه مهترين اثر آن افزايش نرخ جوانه زني و رشد خواهد بود.نتايج اين پژوهش را مي توان براي حل معادلات جوانه زني و رشد، جهت تعيين اندازه ي كريستاليت ها مورد استفاده قرار داد.

Chemical vapor synthesis (CVS) is one of the most promising methods to synthesize TiO2 nanoparticles. The simulation of process can be helpful due to the complication of the mechanisms that occur during the process. Finding the optimum parameters and the correlation between adjustable parameters and experimental results is possible by analysis of the simulation results. In this study, CVS process of TiO2 nanoparticles synthesis from TTIP precursor was simulated by using FLUENT software. Simulation results show that when the temperature of hot wall reactor is less than criteria, chemical reaction will not be complete and the production rate remains low. Increasing temperature, pressure and the input rate of precursor can lead to a higher supersaturation, nucleation and growth rate.