دانشگاه افسری امام علی (ع) پژوهشنامه علوم دفاعی 2783-3712 5 3 2026 01 21 سنتز نانو هیبریدهای اکسید آهن و بررسی تأثیر کاتالیستی آنها بر تجزیه حرارتی آمونیوم پرکلرات 734268 FA موسی نظری استادیار، گروه مهندسی شیمی، دانشگاه جامع امام حسین (ع)- دانشکده و پژوهشکده فنی و مهندسی- مرکز علم و فناوری موسم، تهران، ایران Journal Article <span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">در این پژوهش، نانو هیبریدهای اکسید آهن با هدف بهبود عملکرد کاتالیستی در فرآیند تجزیه حرارتی آمونیوم پرکلرات</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> (AP) </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">سنتز و ارزیابی شدند. نانوذرات اکسید آهن شامل </span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"><span style="mso-spacerun: yes;"> </span>CuFe</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">₂</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">O</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">₄</span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">، </span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">ZnFe</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">₂</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">O</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">₄</span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">، </span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">CoFe</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">₂</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">O</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">₄</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> </span><span style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"><span style="mso-spacerun: yes;"> </span><span lang="AR-SA">و ترکیبات هیبریدی</span></span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> CoZnFe</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">₂</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">O</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">₄</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">و</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> CuCoZnFe</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">₂</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">O</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">₄</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">به روش رسوب‌دهی شیمیایی (هم‌رسوبی) سنتز گردیدند. مشخصه‌یابی ساختاری و مورفولوژیکی نمونه‌ها با استفاده از پراش پرتو ایکس</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> (XRD) </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">و میکروسکوپ الکترونی روبشی</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> (SEM) </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">انجام شد. نتایج</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> XRD </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">تشکیل فاز اسپینل با خلوص بالا و اندازه بلورک‌ها در محدوده </span><span lang="FA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-bidi-language: FA; mso-no-proof: no;">۵۰</span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> تا </span><span lang="FA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-bidi-language: FA; mso-no-proof: no;">۷۰</span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> نانومتر را تأیید نمود. تصاویر</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> SEM </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">نیز مورفولوژی کروی و توزیع یکنواخت ذرات را نشان دادند</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">.</span> <span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">عملکرد کاتالیستی نانو هیبریدهای سنتز شده در تجزیه حرارتی</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> AP </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">با استفاده از آنالیز گرماسنجی روبشی تفاضلی</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> (DSC) </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تمامی نانو هیبریدها تأثیر چشمگیری بر کاهش دمای تجزیه حرارتی</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> AP </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">داشته‌اند. بیشترین کاهش دما مربوط به نمونه هیبریدی</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> CoZnFe</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">₂</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">O</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">₄</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">بود که دمای تجزیه مرحله دوم را از </span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">C°</span><span lang="FA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-bidi-language: FA; mso-no-proof: no;">۴۰۳</span><span dir="LTR" lang="FA" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-bidi-language: FA; mso-no-proof: no;"> </span><span lang="FA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-bidi-language: FA; mso-no-proof: no;">(</span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">برای</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> AP </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">خالص) به</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">C°</span><span lang="FA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-bidi-language: FA; mso-no-proof: no;">۳۴۷</span><span dir="LTR" lang="FA" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">کاهش داد. همچنین نانو هیبرید</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> CuCoZnFe</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">₂</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">O</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">₄</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> </span><span style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"><span style="mso-spacerun: yes;"> </span><span lang="AR-SA">دمای تجزیه را به </span></span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"><span style="mso-spacerun: yes;"> </span>C°</span><span lang="FA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-bidi-language: FA; mso-no-proof: no;">۳۶۳</span><span dir="LTR" lang="FA" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">رساند. نانو هیبریدهای اکسید آهن تأثیری بر دمای تغییر فاز بلوری</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> AP </span><span lang="FA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-bidi-language: FA; mso-no-proof: no;">(</span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">مرحله اول در</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> C°</span><span lang="FA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-bidi-language: FA; mso-no-proof: no;">۲۴۷</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-bidi-language: FA; mso-no-proof: no;">(</span><span style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> <span lang="AR-SA">نداشته و صرفاً بر مرحله تجزیه گرمازا مؤثر بودند</span></span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">.</span> <span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">بهبود عملکرد کاتالیستی نانو هیبریدها به عواملی نظیر سطح ویژه بالا، اندازه ذرات کوچک، توزیع یکنواخت و حضور هم‌زمان کاتیون‌های فلزی با اوربیتال‌های </span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">d</span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> نیمه‌پر (مانند </span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">Co²</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">⁺</span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">، </span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">Cu²</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">⁺</span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">، </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'Cambria Math'; mso-no-proof: no;">⁺</span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">Fe</span>^{<span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; font-family: 'Cambria Math',serif; mso-bidi-font-family: 'Cambria Math'; mso-no-proof: no;">3</span>}<span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">) </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-ascii-font-family: 'Traditional Arabic'; mso-hansi-font-family: 'Traditional Arabic'; mso-no-proof: no;">نسبت</span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-ascii-font-family: 'Traditional Arabic'; mso-hansi-font-family: 'Traditional Arabic'; mso-no-proof: no;">داده</span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> </span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-ascii-font-family: 'Traditional Arabic'; mso-hansi-font-family: 'Traditional Arabic'; mso-no-proof: no;">م</span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">ی‌شود که با تسهیل انتقال الکترون از یون پرکلرات و همچنین مکانیسم انتقال پروتون، انرژی فعال‌سازی تجزیه </span><span dir="LTR" style="font-size: 11.0pt; mso-bidi-font-size: 13.0pt; mso-bidi-font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;">AP</span><span lang="AR-SA" style="font-size: 13.0pt; mso-ansi-font-size: 11.0pt; font-family: 'B Mitra'; mso-no-proof: no;"> را کاهش می‌دهند. بر اساس یافته‌های این پژوهش، نانو هیبریدهای اکسید آهن به ویژه نمونه‌های حاوی روی و کبالت، پتانسیل بالایی به عنوان کاتالیست‌های کارآمد برای بهبود فرآیند احتراق در پیشرانه‌های جامد دارند.</span>