• -
  • -
  • -
خوش آمدید مهمان گرامی!     ورود عضویت


رتبه موضوع:
  • 1 رای - 1 میانگین
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
روش های تولید نانو لوله های کربنی
#1
روش های تولید
مهمترین روش های تولید نانولوله های کربنی،روش های تخلیه ی قوس الکتریکی، تبخیر لیزری و رسوب گذاری بخار شیمیایی است.
الف) تخلیه ی قوس الکتریکی
روش تخلیه ی قوس الكتريكي همان روشي است كه اولين بار توسط ايجیما به كار برده شد.دراین روش از دو الكترد گرافيت استفاده مي شود که آنها را درفاصله كمي از يكديگر قرار مي دهند به خاطر اينكه خلوص بدست آمده در روش ايجيما بسيار پاييين بود Journet وهمكار انش در سال 1997 به دستكاري متد بكار رفته توسط ايجیما پرداختند.

این دستگاه از دو الکترود که در امتداد یکدیگر به صورت افقی قرار گرفته اند تشکیل شده است.یکی از الکترود ها با قطر 16 وطول 40 ميلي متر به عنوان آند و الكترود ديگر با قطر 16 وطول 100 ميلی متر به عنوان كاتد استفاده می شود.داخل الکترود کاتد حفره ای به طول 40میلی متر تعبیه شده است.درون حفره را از مواد گرافیت وکاتالیست های فلزی مانند نیکل پر می کنند. آوردن نانو لوله عمود بودن يا در امتداد هم قرار داشتن كاتد وآند تاثير چنداني درسنتز ندارد براي اجراي قوس الكتريكي بايد محيط اطراف دستگاه را ابتدا خلا كرده وسپس در فشاري پايين از هليوم ويا آرگون كه گازهاي بي اثر هستند پر كنيم .قوس الکتریکی بین دو الکترود برقرارمی شود و در اثر تخلیه ی الکتریکی ناشی از آن دوده ی خامی در اطراف الکترود ها ایجاد می شود.محصولات این دوده، نانولوله ی کربنی و مقدار زیادی کربن آمورف است.
يكي از عوامل مهم در سنتز نانو لوله ها به روش قوس الكتريكي پايداري قوس الكتريكي اعمال شده ونيز مقدار شدت جريان وولتاژ است كه مي تواند در مقدار محصول بدست آمده موثر باشد.در صورتي كه محصول مورد نظر نانولوله های چند دیواره باشندديگر اجباري در استفاده از كاتاليزگرها نداريم.
با اينكه محصول به دست آمده با روش تخلیه ی قوس الكتريكي به خاطر محدود بودن وسايل آزمايش بسيار كم است، اين روش توسط بسياري از پژوهشگران اجرا مي شود زيرا مقدارمحصول براي يك كار تحقيقي روي نانو لوله اهميت خاصي ندارد بلكه آنچه مهم است خلوص محصول وكامل بودن ساختار آن است كه روش قوس الكتريكي تا حد زيادي اين مشكل را بر طرف مي كند ولی مشكل ديگردر روش تخلیه ی قوس الكتريكي تكنيك خلا است كه در بسياري از آزمايشگاههاي سطح پايين ،امكان آن وجود ندارد ونيز استفاده از هليم وآرگون كه هر دو گازهاي گراني هستند هر چند در بعضي از روشها از گاز هيدروژن استفاده شده است ولي اين مورد تاثیر چنداني نداشته و امكان انفجار وخطرات جانبي هيدروژن وجود دارد. پايداري قوس الكتريكي عامل مهمي در سنتز به شمار مي آيد با اين وجود استفاده از يك منبع تغذيه ي DC ميتواند تاثير خوبي در سنتز داشته باشد .آزمايشات نشان داده هر چه اندازه ي شدت جريان نسبت به اختلاف پتانسيل بيشتر باشد شرایط بهتر است ولي رسيدن به چنين جريان هائي بسيار مشكل است.
ب) تبخیر لیزری
در اين روش پالس‌هاي قوي شده اشعه ليزر برای تبخیر هدف کربنی كه شامل 5 درصد اتمي نيكل و كبالت است استفاده می شود. دمای هدف تا 1200درجه ی سانتیگراد بالا برده می شود.شاری از گاز خنثی در محیط رشد نانولوله جهت حمل نانو لوله ی تولید شده استفاده می شود.
تبخیر لیزری روش سودمندی برای تولید کربن نانولوله های تک دیواره می باشد زیرا می توان قطر نانو لوله را با تنظیم دمای فرایند کنترل کرد.
عیب اصلی این روش در مسایل اقتصادی آن می باشد.در این روش به دلیل لزوم استفاده از میله های گرافیتی با خلوص بالا؛ لیزر با توان بالا و سرعت پایین آن نسبت به سایر روش ها مشکلات اقتصادی وجود دارد.ضمنا حجم نانو لوله ی تولید شده در حد چند گرم است.
ج) رسوب گذاری بخار شیمیایی
تولید نانولوله ی کربنی با هر دو روش فوق دارای بازدهی بیش از 70درصد می باشد ولی اشکال این روش ها این است که اولا تبخیر اتم های کربن از هدف گرافیتی در دماهای بسیار بالا صورت می گیرد ثانیا این روش ها اصطلاحا تشکیل طناب ها یا بسته های نانولوله را می دهند و باعث مشکل شدن تخلیص و کاربردشان می شوند ومقدار نانولوله ی تولید شده در حد چند گرم است.
استفاده از روش CVD مشکلات فوق را مرتفع می سازد.در این روش از فرایند رشد کاتالیزوری گازهای حاوی عنصر کربن در دمای بالا و در حضور نانو ذرات فلزی به عنوان کاتالیست استفاده می شود.
منبع تامین کربن ترکیباتی مانند مونوکسید کربن، هیدروکربن های آروماتیک ،هیدروکربن های غیرآروماتیک و هیدروکربن های اکسیژن دار می باشند.کاتالیزورهای مورد استفاده متفاوت بوده اما حداقل حاوی یک فلز از گروه VIII مانند نیکل، کبالت،پلاتین و ...و حداقل یک فلز از گروه VIb مانند تنگستن و کروم هستند.
مخلوطی از گازهای هیدروکربنی و گاز آرگون(برای محافظت از آلودگی) واردکوره شده و پس از انجام واکنش های شیمیایی، نانولوله ی کربنی روی بستر رسوب می کند.مواد فلزی کاتالیزوری روی بستر قرار دارند.در این روش گاز حاوی کربن روی سطح کاتالیست تجزیه شده و اتم های کربن تولید می شوند.

انجام این فرایند به تولید همزمان نانو لوله های کربنی تک دیواره و چند دیواره منتهی می گردد.در سال های اخیر با اصلاح شرایط فرآیند، تولید نانولوله های تک دیواره با خلوص بالاتر از 90 درصد امکان پذیر شده است.
تولید نانولوله های کربنی تک دیواره با روش CVD شامل دو مرحله ی اساسی تولید کاتالیست و انجام فرایند تولید است.در ابتدا فلز کاتالیست را درون یک ماده ی زمینه توزیع می کنند.پس از تولید کاتالیست در مرحله ی دوم از روش CVD استفاده می شود. معمولا کاتالیزور تهیه شده و مجموعه در داخل یک کوره ی استوانه ای مطابق شکل فوق قرار داده می شود سپس همراه با عبور گاز بی اثر دمای کوره افزایش داده می شود.در ادامه با قطع جریان گاز بی اثر، گاز هیدروکربن با جریان مشخص و برای مدت زمان دلخواه در راکتور جریان یافته و سنتز نانو لوله ی کربنی بر روی کاتالیست صورت می گیرد.پس از گذشت زمان موردنیاز،جریان گاز هیدروکربن قطع و جریان گاز بی اثر مجددا برقرار می گردد و کوره تا دمای اتاق سرد می شود.
 
پاسخ
سپاس شده توسط feritarzan ، reza69562 ، احمدرضا رمضانپور
#2
سلام
لطفا برای دیدن لینک ها، وارد شوید یا ثبت نام نمایید
دوستانی که علاقه به کار کردن در زمینه نانو و بخصوص نانو لوله کربنی و ساخت میباشند.این سایت فارسی و تقریبا به روزی می باشد که میتوان به عنوان منبع در نظر گرفت.
 
پاسخ
سپاس شده توسط
#3
لطفا برای دیدن لینک ها، وارد شوید یا ثبت نام نمایید
لطفا برای دیدن لینک ها، وارد شوید یا ثبت نام نمایید

لطفا برای دیدن لینک ها، وارد شوید یا ثبت نام نمایید
لطفا برای دیدن لینک ها، وارد شوید یا ثبت نام نمایید
لطفا برای دیدن لینک ها، وارد شوید یا ثبت نام نمایید

سمینار ارشد اینجانب هم در مورد ساخت نانو لوله چند لایه بود و خیلی روش کار کردم با این که مال سال 2011 ولی باز هم میشه ارایه داد و تقریبا ساخت فرقی نکرده.
هرکه لازم داره میل بزنه براش بفرستم.
 
پاسخ
سپاس شده توسط feritarzan
#4
ممنون میشم مطالبتون رو در رابطه با CNTs به ایمیلم بفرستین. با تشکر Rolleyes
majid.media@yahoo.com
 
پاسخ
سپاس شده توسط
#5
سلام
از مطالب کاملا حرفه ای و سنجیده ای که تو اینجا نوشتین واقعا ممنون
بسیار کاربردی و مهم بودن
 
پاسخ
سپاس شده توسط
#6
یکی از چالش های مهم در CNTs امکان اصلاح سطح آنها به منظور کاربردهای بیولوژیکی است. استفاده به عنوان بستری برای کشت سلول یکی از این کاربردهاست به خصوص اینکه بتوان یه لایه دوبعدی پایدار را بر روی سابستریت ایجاد کرد. البته مسئله کم هزینه بودن پروسه هم مهم است. اگر در این خصوص مطالب استنادی دارید میل کنید.
مرسی Angel
majid.media@yahoo.com
 
پاسخ
سپاس شده توسط
#7
سلام
خیلی ممنون،مطلب خوب و مفیدی بود.

اگر میشه درباره امکان ساخت و تولید نانولوله های کربنی در ایران توضیح بدید.
 
پاسخ
سپاس شده توسط
  




کاربران در حال بازدید این موضوع: 1 مهمان