سنتز نانوذرات استات کلسیم در واکنش اسید استیک با کلسیت

فرایند اسیدکاری در مخازن کربناته به منظور حذف لایه های غیرفعال کلسیم کربنات می باشد. در این پژوهش به بررسی فرآیند اسیدکاری با استفاده از استیک اسید که به عنوان یک اسید آلی شناخته شده است، برروی پودر کربنات کلسیم پرداخته شد. با توجه به واکنشی که بین استیک اسید و کربنات کلسیم انجام می شود، استات کلسیم به عنوان یکی از محصولهای واکنش تولید می شود که در مواقعی رسوب استات کلسیم باعث ایجاد اختلال در فرآیند اسیدکاری می شود. لذا در این پژوهش اثر پارامترهایی همچون دماهای متفاوت محیط واکنش و غلظتهای مختلف استیک اسید بر مقدار رسوب استات کلسیم و سرعت انجام واکنش مورد بررسی قرار گرفت. با انجام آزمایشات مختلف که در محدوده دمایی ۳۵، ۴۵ و ۵۰ درجه سانتیگراد و همچنین غلظتهای مختلف استیک اسید در محدوده ۵% وزنی الی ۳۰% وزنی انجام شد، این نتیجه حاصل شد که رسوب استات کلسیم فقط در غلظت ۳۰% وزنی تشکیل می شود بطوریکه بعد از انجام واکنش، محلولی نیز باقی نمانده است و تماما منجر به تشکیل رسوب می شود. مکانیسم افزایش دما در این غلظت منجر به افزایش مقدار رسوب استات کلسیم شد. از سورفکتانت آنیونی دودسیل سولفات در غلظت ۰.۰۰۱ مولار استفاده شد، با این هدف که بتوان با تشکیل استات کلسیم در حد اندازه نانو، ظرفیت محیط واکنش در نگهداری ذرات استات کلسیم را افزایش داد تا مانع تشکیل رسوب شود. در توجیه این پدیده به نظر می رسد از آنجا که غلظت یون Ca۲+ در محیط در حد فوق اشباع می باشد، H+ نمی تواند مانع از رسیدن این یون ها به لایه دوگانه الکتریکی یا همان Double Layer بشود و در نهایت این یون ها در این لایه قرار می گیرند و باعث بزرگتر شدن ذرات می شوند. از برهمکنش غلظت های متفاوت استیک اسید و دماهای مختلف محیط واکنش بر سرعت انجام واکنش مشخص شد که با افزایش پارامترهای ذکر شده سرعت انجام واکنش نیز بیشتر می شود. در ادامه میزان اسیدی بودن محیط بعد از انجام واکنش نیز در پارامترهای ذکر شده مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که با افزایش دما و غلظت استیک اسید، اختلاف pH اولیه و نهایی محیط واکنش افزایش می یابد و اسید بیشتری در طی واکنش مصرف می شود. در پایان نیز برای بهینه سازی نتایج از نرم افزار طراحی آزمایش روش سطح پاسخ استفاده شد. مشخص شد که در غلظت

کلیدواژه ها:

نانوذرات ، استات کلسیم ، واکنش اسید استیک ، کلسیت ، اسیدکاری