تعيين شرايط بهينه ي سنتز نانوذرات منيزيا- سريا به روش هم رسوبي با استفاده از طراحي تاگوچي

Optimization of the synthesis conditions of CeO2-MgO nanopowder prepared by co-precipitation method by taguchi designing

در اين پژوهش، نانو ذرات منيزيا - سريا به روش هم رسوبي و با استفاده از مواد اوليه نيترات منيزيم و نيترات سريم به عنوان منابع تامين منيزيم و سريم و هيدروكسيد آمونيوم به عنوان عامل رسوب دهنده سنتز شدند. هدف از اين پژوهش، بهينه سازي شرايط سنتز، به منظور توليد نانو ذرات با كوچكترين اندازه ذره است. براي اين منظور از طراحي تاگوچي با ماتريس تركيبيL9 و آناليز واريانس (ANOVA) جهت تحليل نتايج استفاده شد. دما، pH و غلظت يون هاي Mg2+ و Ce3+ به عنوان فاكتورهاي موثر انتخاب شدند. آناليز پراش اشعه ايكس (XRD) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميدان (FESEM) به منظور تعيين فازهاي تشكيل شده، مورفولوژي و اندازه ذرات انجام شد. نتايج پراش اشعه ي ايكس تشكيل منيزيا و سريا را تاييد نمود. شرايط بهينه جهت سنتز نانو ذرات با كوچكترين اندازه ذره، غلظت 1/0 مولار، pH 11 و دماي ? 5 بدست آمد. با سنتز نانو ذرات تحت شرايط بهينه، نانو ذرات منيزيا-سريا با اندازه ي ذرات حدودnm 30 حاصل شد.

In this study, CeO2-MgO nanopowder was synthesized via co-precipitation method using cerium (III) nitrate hexahydrate and magnesium nitrate hexahydrate as precursors, and aqueous ammonia solution as a precipitating agent. The Taguchi experimental design has been used to optimize the critical parameters to achieve a smaller particle size of CeO2-MgO nanopowder. The studied parameters were pH, temperature, and concentration of soluble elements. The prepared samples were characterized by X-ray Diffraction (XRD), and Scanning electron microscopy (SEM). X-ray diffraction revealed that MgO and CeO2 phases were formed. The determined optimum operating conditions were a pH value of 11, temperature of 5 ? and concentration of 0.1 M. Under these optimal conditions, average particle size of 30 nm has been obtained.