Nanokristal WO3 Tozunun H2 Atmosferindeki İndirgenme Davranışı

Yıl 2017, Cilt: 17 Sayı: 2, 669 - 674, 31.08.2017

Şenol Çetinkaya

Öz

Bu çalışma, nanokristal WO3 tozunun H2 atmosferindeki pirometalurjik indirgenme davranışını incelemeyi amaçlamaktadır. WO3 indirgenme kinetiği, 800, 900 ve 1000 K’de 370 cm3/dk H2 gaz akışında çalışılmıştır. İndirgenme mertebesini tespit edebilmek için kütle ölçümleri ve X-Işınları Kırınımı (XRD) analizleri gerçekleştirilmiştir. Fraksiyonel dönüşüm değerleri, sıcaklık ve süre ile artmıştır. Deneysel sonuçlar, tam indirgenmenin 1000 K’de ~15 dk içinde gerçekleştiğini göstermiştir. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizinden bu şartta elde edilen ürünün 100±30 nm ortalama partikül boyutuna sahip küresel nanoyapılı tungsten partiküllerinden oluştuğu anlaşılmıştır. Ayrıca, indirgeme işleminin aktivasyon enerjisi ~84 kJ/mol olarak tespit edilmiştir. İndirgenme işleminin kimyasal kinetikler tarafından kontrol edildiği anlaşılmıştır.Deneysel bulgular, başlangıç oksit tozu olarak nanokristal WO3 kullanılması durumunda indirgenmenin daha kolay gerçekleştiğini ve indirgenme sonrası elde edilen metalik tungsten tozunun da nanoboyutta olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Nanokristal WO3 Tozu, Katı-Gaz Reaksiyonları, İndirgenme Kinetiği, Tungsten, Pirometalurji

Kaynakça

• Cetinkaya, S. and Eroglu, S., 2015. Thermodynamic analysis and reduction of tungsten trioxide using methane, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 51, 137-140.
• Criado, J.M., Ortega, A., Real, C. and Torres De Torres E., 1984. Re-examination of the kinetics of the thermal dehydroxylation of kaolinite. Clay Minerals, 19, 653- 661.
• House, J.E., 2000. Principles of Chemical Kinetics, 2nd ed. Academic Press, Burlington.
• Kim, B.S., Kim, E.Y., Jeon, H.S., Lee, H.I. and Lee, J.C., 2008. Study on the reduction of molybdenum dioxide by hydrogen. Materials Transactions, 49, 2147-2152.
• Kim, B.S., Lee, J.C., Yoon, H.S. and Kim S.K., 2011. Reduction of SnO2with hydrogen. Materials Transactions,52, 1814-1817.
• Korkmaz, F., Cetinkaya, S. and Eroglu, S., 2016. Thermodynamic analysis and reduction of bismuthoxide by ethanol. Metallurgical and Materials Transactions B, 47B, 2378-2385.
• Lackner, A., Filzwieser, A., Paschen, P. and Köck, W., 1996. On the reduction of tungsten blue oxide in a stream of hydrogen. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 14, 383-391.
• Lassner, E. and Schubert, W.D., 1999. Tungsten: Properties, Chemistry, Technology of the Element, Alloys and Chemical Compounds. Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York.
• Lines, M.G., 2008.Nanomaterials for practical functional uses. Journal of Alloys and Compounds, 449, 242- 245.
• Sohn, H.Y. and Won, S., 1985. Intrinsic kinetics of the hydrogen reduction of Cu2S. Metallurgical Transactions B, 16B, 831-839.
• Szekely, J., Evans, J.W. and Sohn, H.Y., 1976.Gas-Solid Reactions, Academic Press, New York.