قابلیت‌های تولید نانوساختار سیلیسی از کلش برنج

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموختۀ کارشناسی ارشد گروه چوب و کاغذ، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه

2 دانشیار گروه چوب و کاغذ، واحد ‌سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه

3 استادیار، گروه پالایش زیستی، دانشکدۀ مهندسی فناوری های نوین، دانشگاه شهید‌بهشتی، زیراب، سوادکوه

چکیده

هرساله حجم بسیار زیادی از کلش برنج پس از استحصال برنج به­دلیل نبود استفادۀ مشخص سوزانده می‌شود، درحالی که امکان استفاده از این ضایعات برای تولید محصولاتی با ارزش­ افزودۀ زیاد با در نظر گرفتن مفهوم پالایش زیستی وجود دارد. این تحقیق با­ هدف بررسی استخراج سیلیس از کلش برنج Oryza Sativa var Indica به‌عنوان یکی از مهم‌ترین ضایعات کشاورزی و تعیین قابلیت‌های آن برای تولید نانوساختار سیلیس انجام گرفت. بعد از شست‌وشو، خشک کردن و آسیاب کردن نمونه‌ها، بعضی از آنها به­صورت جداگانه در شرایط اسید‌شویی اسید سولفوریک و اسید کلریدریک با غلظت 5/0 مولار و به‌مدت 30 دقیقه (با هم زدن یکنواخت) قرار گرفتند. سپس مقدار سیلیس نمونه‌های اسید‌شویی‌شده و نمونه‌های بدون اسیدشویی در کوره با حرارت‌های 800،700،600،500 و900 درجۀ سانتی‌گراد به‌مدت دو ساعت اندازه‌گیری شد. نتایج طیف­سنجی پراش انرژی پرتو ایکس و فلورسانس پرتو ایکس، بیانگر وجود حداکثری سیلیس در خاکستر حاصل از کلش برنج بوده است. نتایج طیف‌سنجی‌ها نشان داد که درصد خلوص سیلیس در نمونه‌های با اسیدشویی، از نمونه‌های بدون اسیدشویی بیشتر است؛ این مقدار در نمونه‌های اسید کلریدریک بیش از 96 درصد بود. نتایج بررسی روبشی­گسیل ­میدانی با میکروسکوپ الکترونی نیز متوسط اندازۀ نانوسیلیس کروی 30 نانومتر را برای نمونه‌های بدون اسیدشویی و کمتر از 12 نانومتر را برای نمونه‌های اسیدشویی‌شده تأیید کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Rice straw capabilities for production of silica nanostructures

نویسندگان [English]

  • A. F. Soroush 1
  • J. Ebrahimpour Kasmani 2
  • S. R. Djafari Petroudy 3
1 M.Sc Graduate, Department of Wood and Paper science, Savadkooh Branch, Islamic Azad University, Savadkooh, Iran
2 Assoc. Prof. Department of Wood and Paper science, Savadkooh Branch, Islamic Azad University, Savadkooh, Iran
3 Assist. Prof., Biorefinery Engineering Department, New Technologies Faculty, Shahid Beheshti University, Zirab, Savadkoh, Mazandaran Province, I.R. Iran
چکیده [English]

Annually huge amount of un-used rice straw after rice harvesting were burned due to no specific utilization. Whereas,  based on the biorefinery concept there is possibility to use these agricultural residues for production of high value added products. So, this study was aimed to extract the silica from the rice straw (Oryza Sativa var Indica) as one of the important agro-industrial residues in the country and its capabilities for production of silica nanostructures based on the mentioned concept. After washing, drying and grinding of rice straw samples, some of them were separately leached with a hydrochloric acid and some ones with a sulphuric acid at concentration of 0.5 M for 30 min with constant stirring. Afterwards, the silica content of acid-leached and un-leached rice straw samples was measured in a muffle furnace with varying temperatures at 500,600, 700, 800 and 900°C for 2 h. The results were obtained from Energy Dispersive X-ray (EDX) and X-ray Fluorescence (XRF) demonstrated the maximum presence of silica into the rice straw ash. Two of aforementioned spectroscopy methods explored the higher content and purity of acid-leached rice straw samples in comparison to un-leached rice straw ones. The Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) images demonstrated that the prepared silica nanostructures had a spherical shape and their average particle sizes were 30 nanometer for un-leached rice straw samples and less than 12 nanometer for acid-leached ones.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Ash
  • hydrochloric acid
  • rice straw
  • sulphuric acid
  • nanosilica