غنی سازی اکسیژن موجود در هوا با استفاده از نانوغشای متخلخل مغناطیسی

در این پایان نامه تأثیر نانوغشای مغناطیسی کبالت تحت میدان مغناطیسی خارجی بر روی میزان تغییرات غلظت اکسیژن عبوری از غشا مورد بررسی قرار گرفت. نقش اصلی این نانوغشا، ایجاد گرادیان های موضعی میدان مغناطیسی قوی در ابعاد میکروسکوپیک به منظور ایجاد تفاوت در میزان عبور گازهای اکسیژن و نیتروژن می باشد. به علت رفتارهای پارامغناطیسی و دیامغناطیسی اکسیژن و نیتروژن، نیروهای مغناطیسی در خلاف جهت هم به این مولکول ها وارد شده و در نتیجه جداسازی این گازها توسط این نیروها امکان پذیر می باشد. در این تحقیق ابتدا میدان مغناطیسی مناسب توسط الکترومگنت که به طور خاص طراحی شده و دارای گرادیان در اندازه می باشد ایجاد می شود. نتایج جداسازی این وسیله به طور جداگانه بررسی شد. سپس برای اولین بار نانوغشای کبالت با استفاده از دو تکنیک "انباشت فیزیکی بخار" (pvd) بر روی دو زیر لایه؛ یکی فوم از جنس یونولیت و دیگری توری استیل و سپس "الکتروانباشت dc" کبالت بر روی آن ها ساخته شد. از زیر لایه ی فوم به دلیل تأثیر آن در ایجاد نانوحفره به هنگام الکتروانباشت، استفاده گردید. بعد از انجام مراحل ساخت، زیر لایه ی فوم برداشته می شود. پارامترهای موثر در یکنواختی سطح و اندازه نانوحفره ها از جمله جریان، اسیدیته ی محلول و زمان الکتروانباشت مورد بررسی قرار گرفتند و مقادیر بهینه برای آن ها به دست آمد. آنالیز مغناطیسی نمونه ها توسط مغناطوسنجی ارتعاشی نمونه (vsm) و آنالیز مورفولوژی سطح نمونه ها توسط میکروسکوپ الکترون روبشی (sem) انجام شد. نتایج، تأثیر استفاده از نانوغشای مغناطیسی را در جداسازی اکسیژن و نیتروژن موجود در هوا، تحت میدان مغناطیسی الکترومگنت به خوبی نشان می دهد.