جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 3 2022 11 22 Improvement of Synthesis Parameters of Two-Dimensional MXene Ti3C2TX Nanoparticles Using Combined Mechanical and Chemical Mill بهبود پارامترهای سنتز نانو ذره دو بعدی مکسین Ti3C2TX با استفاده از تلفیق آسیاب مکانیکی و شیمیایی 263 271 242361 FA فائزه ذبیحی دانشکده فیزیک و مهندسی هسته‌ایی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران سید ایمان حسینی دانشکده فیزیک و مهندسی هسته‌ایی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران ماشاءالله رضاکاظمی دانشکده مهندسی شیمی و مواد، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران Journal Article 2020 11 07 <em>In this paper, Ti₃C₂T_X (Mxene) was produced using 40% hydrofluoric acid (HF) from a precursor of Ti₃AlC₂. The Ti₃AlC₂ Max phase was synthesized by the mechanical method and then placed in a high-temperature furnace. To this aim, titanium carbide (TiC), titanium (Ti) and aluminum (Al) with atomic ratio of 2:1:1 were used due to the low heat capacity to increase the purity of Ti₃AlC₂. The parameter of different hours of ball milling was studied. To investigate the effect of different milling time on Ti₃AlC₂, and synthesis of Ti₃C₂T_X, field emission scanning electron microscopy (FESEM), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, were used. The results showed that changing the milling time significantly affected the synthesis quality of the Ti₃AlC₂ sample. After 9 h milling, the particle size was < 38 μm and in the X-ray diffraction spectrum, all the peaks of the sample were formed according to its standard pattern, and the peak (002) is located at 2𝜃 = 9.14 degrees, which is the main peak indicates the best quality of Ti₃AlC₂. Also, the structural and morphological analysis results showed that Ti₃C₂T_X MXene was produced in an entirely layered structure, and due to etching, the interlayer distance increased from 0.968nm to 1.019nm. It can be expressed that due to the change of 2𝜃 = 9.14 for the Ti3AlC2 to 2𝜃 = 8.67 for the Ti₃C₂T_X MXene was synthesized with good quality.</em> <em>در این پژوهش، ماده با ساختار فاز مکسین به نام Ti₃C₂T_X از پیش ماده Ti₃AlC₂، با استفاده از اسید هیدروفلوئوریک (HF) 40% تولید شد. فاز مکس با ترکیب Ti₃AlC₂از روش مکانیکی و سپس قرارگیری در کوره با دمای بالا سنتز شد. به این منظور از مواداولیه تیتانیوم کاربید (TiC)، تیتانیوم (Ti) و آلومینیوم (Al) با نسبت اتمی 1:1:2 به دلیل ظرفیت حرارتی کم جهت افزایش خلوص Ti₃AlC₂ استفاده شد. پارامتر ساعات متفاوت مرحله­ ی آسیاب کاری مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی تأثیر مدت زمان آسیاب سیاره ­ای گلوله ­ای بر سنتز ماده Ti₃AlC₂ و سپس سنتز مکسین Ti₃C₂T_X از تست ­های میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف سنجی رامان و پراش پرتوی ایکس (XRD) استفاده شد. نتایج نشان داد که تغییر زمان آسیاب، تأثیر بسزایی بر کیفیت سنتز نمونه­ ی مکس Ti₃AlC₂ دارد و با افزایش این مدت زمان تا 9 ساعت اندازه ذره ­ها به کمتر از 38 میکرومتر رسیده و در طیف پراش پرتو ایکس تمامی قله ­های نمونه، مطابق الگوی استاندارد آن تشکیل شد و قله ­ی (002) که در این سنتز بسیار حائز اهمیت است و در زاویه (𝜃2) 14/9 درجه قرار دارد، در طیف دیده شد که نمایانگر سنتز بهینه نمونه Ti₃AlC₂ است و همچنین نتایج تست­های ساختاری و ریخت شناسی گویای آن است که مکسین Ti₃C₂T_X نیز به صورت کامل لایه ­ای تولید شده است و در اثر اچینگ فاصله ­ی بین لایه ­ای از 968/0 به 019/1 نانومتر افزایش یافت. می ­توان ادعا کرد که با توجه به تغییر 14/9=𝜃2 برای فاز Ti₃AlC₂ به 67/8=𝜃2 برای فاز Ti₃C₂T_X، مکسین با خلوص خوبی سنتز شده است.</em> https://www.nsmsi.ir/article_242361_2bb93f1001c523eabfb8c09c9c5dc42c.pdf