روشهای شناسایی غشاء

وﻳﮋﮔﻲ ﻫﺎی ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ غشاء، ﺑﻪ ﻣﻮاد اوﻟﻴﻪ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﻳﺎ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮﭘﻲ ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪه از ﻓﺮاﻳﻨﺪ ﺳﺎﺧﺖ ﺑﺴﺘﮕﻲ دارد.
در این مقاله سعی بر آموزش روشهای شناسایی غشا استفاده شده توسط شرکت شایسته کار راد کاسیپن شده است .

ﻫﺮ ﭼﻪ دﺳﺘﮕﺎه ﻫﺎی اﻧﺪازهﮔﻴﺮی و ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻗﻮی ﺗﺮی در اﺧﺘﻴﺎر ﺑﺎﺷﺪ، ﻛﻨﺘﺮل ﻣﻮاد اوﻟﻴﻪ و محصول ﺑﺎ دﻗﺖ ﺑﻴﺸﺘﺮی ﺻﻮرت ﻣﻲ ﮔﻴﺮد.

ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﻫﻤﻴﺖ دﺳﺘﮕﺎهﻫﺎ و روشﻫﺎی اﻧﺪازهﮔﻴﺮی و ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﺑﻪ ﻃﺒﻘﻪﺑﻨﺪی اﻳﻦ روشﻫﺎ ﭘﺮداﺧﺘﻪ ﻣﻲﺷﻮد.

طبقه بندی روش های تعیین مشخصات بر اساس ماهیت شناسایی

شناسایی و آنالیز مواد

آنالیز عنصری (آنالیز شیمیایی)

آنالیز فازی (آنالیز معدنی)

آنالیز ریزساختاری (آنالیز میکروسکوپی)

آنالیز سطح

آنالیز حرارتی

در آنالیز ریزساختاری که همان شناسایی میکروسکوپی است، شکل، اندازه و توزیع فازها بررسی می شود. باید توجه داشت که در ویژگی های یک نمونه، نه تنها نوع فازها، بلکه شکل، اندازه و توزیع آنها نیز اثر گذار هستند.

طبقه بندی جزئی موارد قبلی

آنالیز عنصری

1.طیف سنجی جذب اتمی ( AAS )
2.طیف سنجی نشری شعله ( FES )
3.فلورسانس پرتو ایکس ( XRF)

آنالیز فازی

1.پراش پرتو ایکس ( XRD )
2.آنالیز ریزساختاری
3.میکروسکوپ نوری (OM )
4.میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)
5.میکروسکوپ الکترونی عبوری ( TEM)

آنالیز سطح

طیف سنجی جرمی یون ثانویه (SIMS)
طیف سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس (XPS)
طیف سنجی الکترون اوژه (AES)

آنالیز حرارتی

افتراقی (DTA)
دیلاتومتری (TD)
توزین حرارتی (TGA)

ﻃﺒﻘﻪ ﺑﻨﺪی روش ﻫﺎی ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﺸﺨﺼﺎت غشاء ﺑﺮاﺳﺎس ﻧﺤﻮه ﻋﻤﻠﻜﺮد

1) روشﻫﺎی میکروسکوپی

ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از این روشها، ﺗﺼﺎوﻳﺮی ﺑﺎ ﺑﺰرﮔﻨﻤﺎﻳﻲ ﺑﺴﻴﺎر ﺑﺎﻻ از ﻣﺎده ﺑﺪﺳﺖ ﻣﻲ آﻳﺪ. ﻗﺪرت ﺗﻔﻜﻴﻚ ﺗﺼﺎوﻳﺮ ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮﭘﻲ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻛﻤﺘﺮﻳﻦ ﻗﺪرت ﺗﻤﺮﻛﺰ اﺷﻌﻪ ﻣﺤﺪود ﻣﻲ ﺷﻮد.

 ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮپﻫﺎی ﻧﻮری ﺑه ﻗﺪرت ﺗﻔﻜﻴﻜﻲ در ﺣﺪود 1 ﻣﻴﻜﺮوﻣﺘﺮ و ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮپﻫﺎی اﻟﻜﺘﺮوﻧﻲ و ﻳﻮﻧﻲ ﺑه ﻗﺪرت ﺗﻔﻜﻴﻚ ﺑﺎﻻ در ﺣﺪود ﻳﻚ آﻧﮕﺴﺘﺮم می توان دست یافت. اﻳﻦ روشﻫﺎ ﺷﺎﻣﻞ STM ،AFM،  FIB،TEM ،SEM ،SNOM ،SCM ،MFM می باشد.

در میکروسکوپ های نوری به وسیله تغییر فاصله عدسی، تصویر به کانون آورده می شود.

2) روشﻫﺎی ﭘﺮاش

ﭘﺮاش ﻳﻜﻲ از ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﺗﺎﺑﺶ اﻟﻜﺘﺮوﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﺑﺎﻋﺚ ﻣﻲ ﺷﻮد ﺗﺎﺑﺶ اﻟﻜﺘﺮوﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺲ در ﺣﻴﻦ ﻋﺒﻮر از ﻳﻚ روزﻧﻪ و ﻳﺎ ﻟﺒﻪ ﻣﻨﺤﺮف ﺷﻮد.

ﺑﺎ ﻛﺎﻫﺶ اﺑﻌﺎد روزﻧﻪ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﻃﻮل ﻣﻮج اﺷﻌﻪ اﻟﻜﺘﺮوﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ اﺛﺮات ﭘﺮاش اﺷﻌﻪ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ.

ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﭘﺮاش اﺷﻌﻪ اﻳﻜﺲ، اﻟﻜﺘﺮونﻫﺎ و ﻳﺎ ﻧﻮﺗﺮونﻫﺎ و اﺛﺮ ﺑﺮﺧﻮرد

آﻧﻬﺎ ﺑﺎ ﻣﺎده ﻣﻲﺗﻮان اﺑﻌﺎد ﻛﺮﻳﺴﺘﺎﻟﻲ ﻣﻮاد را اﻧﺪازهﮔﻴﺮی ﻛﺮد. اﻟﻜﺘﺮونﻫﺎ و ﻧﻮﺗﺮونﻫﺎ ﻧﻴﺰ ﺧﻮاص ﻣﻮﺟﻲ دارﻧﺪ ﻛﻪ ﻃﻮل ﻣﻮج آن ﺑﻪ اﻧﺮژی آﻧﻬﺎ ﺑﺴﺘﮕﻲ دارد.

ﻋﻼوه ﺑﺮ اﻳﻦ، ﻫﺮ ﻛﺪام از اﻳﻦ روشﻫﺎ ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﻣﺘﻔﺎوﺗﻲ دارﻧﺪ ﻣﺜﻼ ﻋﻤﻖ ﻧﻔﻮذ اﻳﻦ ﺳﻪ روش در ﻣﺎده ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ زﻳﺮ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. ﻧﻮﺗﺮون از اﺷﻌﻪ اﻳﻜﺲ ﺑﻴﺸﺘﺮ و اﺷﻌﻪ اﻳﻜﺲ از اﻟﻜﺘﺮون ﺑﻴﺸﺘﺮ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. اﻳﻦ روش ﺷﺎﻣﻞ XRD وXRF  ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ.

3) روشﻫﺎی ﻃﻴﻒ ﺳﻨﺠﻲ

اﺳﺘﻔﺎده از ﺟﺬب، ﻧﺸﺮ و ﻳﺎ ﭘﺮاش اﻣﻮاج اﻟﻜﺘﺮوﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺲ ﺗﻮﺳﻂ اﺗﻢﻫﺎ و ﻳﺎ ﻣﻮﻟﻜﻮلﻫﺎ را ﻃﻴﻒﺳﻨﺠﻲ ﮔﻮﻳﻨﺪ.

ﺑﺮﺧﻮرد ﻳﻚ ﺗﺎﺑﺶ ﺑﺎ ﻣﺎده ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺟﻬﺖ ﺗﺎﺑﺶ و ﻳﺎ ﺗﻐﻴﻴﺮ در ﺳﻄﻮح اﻧﺮژی اﺗﻢﻫﺎ و ﻳﺎ ﻣﻮﻟﻜﻮلﻫﺎ ﺷﻮد، اﻧﺘﻘﺎل از ﺗﺮاز ﺑﺎﻻی اﻧﺮژی ﺑﻪ ﺗﺮاز ﭘﺎﻳﻴﻦﺗﺮ، ﻧﺸﺮ و اﻧﺘﻘﺎل از ﺗﺮاز ﭘﺎﻳﻴﻦ اﻧﺮژی ﺑﻪ ﺗﺮاز ﺑﺎﻻﺗﺮ، ﺟﺬب ﻧﺎﻣﻴﺪه ﻣﻲﺷﻮد.

ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺟﻬﺖ ﺗﺎﺑﺶ در اﺛﺮ ﺑﺮﺧﻮرد ﺑﺎ ﻣﺎده ﻧﻴﺰ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﭘﺮاش ﺗﺎﺑﺶ ﻣﻲ ﺷﻮد، اﻳﻦ روشﻫﺎ ﺷﺎﻣﻞ XPS،RAMAN ،NMR ،RBS ،FTIR ،SMIS ﻫﺴﺘﻨﺪ.

آشنایی با برخی تجهیزات اندازه گیری و تعیین مشخصات

میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)

بوسیله AFM ساختار متخلخل، عمق حفره ها و ساختار سطحی غشاهای ساخته شده یا در حال استفاده را در ابعاد نانومتر می توان مشخص کرد.

نتایج بدست آمده در تنظیم بهینه پارامترهای ساخت غشا و فهم نحوه عملکرد و تحول غشا ( برای ساخت غشاهای کارآمدتر مبتنی بر مکانیزم های درک شده ) و افزایش طول عمر آن بکار گرفته می شود.

با این دستگاه امکان بررسی سطوح رسانا یا عایق، نرم یا سخت، منسجم یا پودری، بیولوژیک و آلی یا غیر آلی وجود دارد .

میکروسکوپ روبشی تونلی ( STM)

دستگاهی است که برای بررسی ساختار و برخی از خواص سطوح مواد رسانا، بیولوژیک که تا حدی رسانا هستند و همچنین لایه های نازک نارسانا که روی زیرلایه رسانا لایه نشانی شده اند، در حد ابعاد زیر نانومتر، بکار می رود.

مبنای اندازه گیری هندسه و خواص سطحی در این دستگاه بر این واقعیت استوار است که هرگاه فاصله یک سوزن تیز رسانا از یک سطح رسانا حدود چند آنگستروم باشد ( متصل نشوند) و اختلاف ولتاژی به بزرگی حدود چند ده میلی ولت به آن اعمال شود جریان الکتریکی حدود چند نانوآمپر بین سوزن و سطح بر قرار می شود. به این پدیده اصطلاحا « جریان تونل زنی » (Tunneling Current) می گویند.

میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)

منبع الکترونی (تفنگ الکترونی) معمولاً از نوع انتشار ترمویونیکی فیلامان یا رشته تنگستنی است معمولاً الکترون ها با انرژی بین 1 تا KeV30 شتاب داده می شوند. سپس دو یا سه عدسی متمرکزکننده پرتو الکترونی را کوچک می کنند، تا حدی که درموقع برخورد با نمونه، قطر آن حدوداً بین 2 تا nm10 است.

آماده سازی نمونه: مواد غیرهادی معمولاً با لایه نازکی از کربن، طلا یا آلیاژ طلا پوشش داده می شوند. باید بین نمونه و پایه اتصال الکتریکی برقرار شود و نمونه های ریز نظیر پودرها باید روی یک فیلم هادی نظیر رنگ آلومینیوم پخش شده و کاملاً خشک شوند.

نمونه ها باید عاری از مایعاتی با فشار بخار بالا نظیر آب، محلول های پاک کننده آلی و فیلم های روغنی باقی مانده باشند.

بیشتر بخوانیم :
مشاوره و طراحی تصفیه خانه های آب و فاضلاب
بهره برداری و نگهداری از تصفیه خانه های آب و فاضلاب
سرمایه گذاری در پروژه های آب و فاضلاب
تامین تجهیزات آزمایشگاه های آب و فاضلاب
خدمات آزمایشگاهی
روش های تمیز کردن غشا

Please follow and like us: