7167

رشد نانوساختار هاي دي سولفيد روي فوم كربن

كارشناسي

مهندسي مواد و متالورِژي - گرايش سراميك

1400

دكتر مهدي ملكي

دكتر هاجر قنبري

1399/12/28

مهدسي مواد و متالورژي

Growth of MoS2 nanostructures on carbon foam

دي‌سولفيدموليبدن با توجه به خواص نوري و الكتريكي مطلوب، يكي از مهم‌ترين تركيبات دي‌كالكوژنيدهاي فلزات انتقالي است. در MoS2، موليبدن و گوگرد با پيوند يوني در كنار هم قرار‌ گرفته‌اند و از تكرار آن‌ها، تك‌لايه دي‌سولفيدموليبدن تشكيل مي‌شود. هر لايه، مشابه ساختار گرافن، به كمك پيوند واندوالس ضعيف به يكديگر متصل شده‌اند و فاصله بين لايه‌ها برابر nm 65/0 است. دي‌سولفيدموليبدن داراي ساختارهاي بلوري مختلفي مانند ساختارهاي هگزاگونال (2H و 1H)، تري‌گونال (1T) و رومبوهدرال (3R) است. از كاربردهاي دي‌سولفيدموليبدن مي‌توان به توليد هيدروژن ‌فوتوكاتاليستي، سلول‌هاي خورشيدي، آند باتري‌هاي ليتيومي، حسگرهاي كرنشي و روان‌كننده‌هاي صنعتي اشاره كرد. هدايت الكتريكي پايين، پايداري الكتروشيميايي كم و سطح ويژه پايين از چالش‌هاي استفاده از دي‌سولفيدموليبدن است كه براي رفع اين چالش‌‌ها از كامپوزيت‌هاي حاوي MoS2 استفاده مي‌گردد. در اين پژوهش، به منظور رفع برخي از چالش‌هاي دي‌سولفيدموليبدن از فوم كربني با هدايت الكتريكي مطلوب و ساختار سه‌بعدي و بهم پيوسته، به عنوان ماده زمينه و از ميان روش‌هاي مختلف رسوب MoS2 روي فوم كربن، مانند روش‌هاي رسوب شيميايي فاز بخار، هيدروترمال و سولوترمال، لايه‌برداري مكانيكي و شيميايي و... ، روش هيدروترمال كه روشي آسان است و معمولا به كمك پيش‌ماده‌هاي گوگردي كم‌خطر مانند تيواوره، سديم‌سولفيد و تيواستاميد سنتز مي‌شود، استفاده شده‌است. به منظور سنتز كامپوزيت فوم كربن/دي‌سولفيدموليبدن، ابتدا فوم ملامين تجاري در دماي °C 800 در اتمسفر نيتروژن پيروليز مي‌شود تا فوم كربن سنتز گردد. سپس پيش‌ماده موليبدني سديم‌موليبدات ‌آبدار و پيش‌ماده‌هاي گوگردي تيواوره، گوگرد و سديم‌سولفيد به نسبت مولي موليبدن به گوگرد 1:4 در داخل ml60 آب مقطر ريخته مي‌شود. محلول به همراه فوم كربن به داخل اتوكلاو منتقل مي‌‌شود و در دماهاي 200، 220 و °C 240 به مدت 12 ساعت در داخل آون تحت عمليات حرارتي قرار مي‌‌گيرد و پس از شست‌وشو فوم حاصله، كامپوزيت فوم كربن/دي‌سولفيدموليبدن به دست مي‌آيد. در پايان، تعيين فاز و بررسي ميزان بلورينگي محصول به كمك آناليز الگو پراش پرتو ايكس و رامان و مورفولوژي نمونه‌ها به كمك ميكروسكوپ الكتروني روبشي انجام شدند.

فوم كربن/دي سولفيد موليبدن , فوم ملامين , روش هيدروترمال