10079

بررسي اثر دما بر بلورينگي نانوذرات كربني به‌دست‌آمده از گرماكافت پلي‌اكريلونيتريل

كارشناسي

مهندسي مواد و متالورژي

1400

سركار خانم دكتر هاجر قنبري جناب آقاي دكتر مهدي ملكي

1404/08/11

مواد و متالورژي

Studying the effect of temperature on the crystallinity of carbon nanoparticles obtained from polyacrylonitrile pyrolysis

تقاضاي جهاني رو‌به‌رشد براي ذخيره‌سازي انرژي پايدار، تحقيقات گسترده‌اي را در زمينه نانوساختارهاي مبتني بر كربن ايجادكرده است. در اين مطالعه، نانوذرات كربني با استفاده از پلي‌آكريلونيتريل به عنوان پيش‌ماده كربني سنتز شدند. پلي‌آكريلونيتريل از طريق بسپارش اكريلونيتريل، با استفاده از پتاسيم پرسولفات به عنوان آغازگر و سولفات سديم دودسيل سولفات به عنوان فعال‌سطحي سنتز شد. پودر پلي‌آكريلونيتريل سنتز‌شده، پايدار و در سه دماي مختلف (C⁰ 700، C⁰ 800 و C⁰ 900) تحت اتمسفر بي‌اثر گاز نيتروژن، گرماكافت شد. روش‌هاي آناليز و مشخصه‌يابي شامل پراش پرتو ايكس، آناليز حرارتي همزمان، طيف‌سنجي رامان، طيف‌سنجي تبديل فوريه فروسرخ، تفرق نورپويا و ميكروسكوپ الكتروني روبشي به كار گرفته شد. بر اساس آناليز حرارتي همزمان، دماي مناسب پايدارسازي C⁰ 200 و دماي مناسب كربني‌شدن بالاي C⁰ 700 تخمين زد‌ه‌شد. آناليز پراش پرتو ايكس نشان داد كه درجه بلورينگي با افزايش دماي گرماكافت افزايش مي‌يابد. طيف‌هاي رامان، افزايش تدريجي گرافيتي‌شدن متناسب با افزايش دماي گرماكافت را با كاهش كميت ID/IG تأييد كردند. آناليز طيف‌سنجي تبديل فوريه فروسرخ ، ناپديد شدن گروه‌هاي نيتريل را پس از گرماكافت تأييد كرد و كربني‌شدن موفقيت‌آميز را تأييد كرد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي و ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني، تشكيل نانوذرات پلي‌اكريلونيتريل كلوخه شده با اندازه µm 25/0 و نانوذرات كربني كلوخه شده با اندازه µm 2/0 را نشان دادند. اندازه‌گيري‌هاي تفرق نور پويا، توزيع اندازه ذرات پراكنده با دو پيك عمده را در µm 23/0 و µm 68/0نشان دادند.

بلورينگي , نانوذرات كربني , گرماكافت , نانوذرات پلي‌اكريلونيتريل