عنوان پایان‌نامه
سنتز گرافن با روش رسوب دهی شیمیایی بخار و انتقال آن به زیر لایه پلیمری
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه کاسپین شماره ثبت: K42;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74436;کتابخانه کاسپین شماره ثبت: K42;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74436
- تاریخ دفاع
- ۰۱ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- محمدصادق امیرزاده بوربور
- استاد راهنما
- سید حامد موسوی
- چکیده
- چکیده رسوب¬دهی بخارشیمیایی یکی از روش¬های موثر سنتز گرافن می¬باشد. در این روش، گرافن از طریق تجزیه یک ماده هیدروکربنی در دماهای بالا بر روی زیرلایه¬های فلزی مانند مس تشکیل می-شود. برای استفاده از این گرافن لازم است تا آن را با یک روش مناسب به زیرلایه مورد نظر انتقال داد. در این تحقیق ابتدا با استفاده از گاز متان به عنوان ماده اولیه و فویل مسی به عنوان زیرلایه، پوشش کاملی از گرافن تک¬لایه بر روی مس ایجاد کردیم. سپس گرافن سنتز شده را با استفاده از روش شناخته¬شده لایه محافظ PMMA، بر روی زیرلایه SiO2/Si منتقل کردیم. این فرآیند انتقال باعث افت کیفیت گرافن شد و به همین دلیل تلاش کردیم تا برخی از پارامترهای تاثیرگذار این روش انتقال را در جهت بهبود کیفیت گرافن منتقل شده اصلاح نماییم. در مرحله بعد با استفاده از یک روش انتقال مستقیم، گرافن سنتز شده را با اعمال گرما و فشار به زیرلایه¬های پلیمری PTFE، PAN و PVDF منتقل کردیم. نشان دادیم که این روش انتقال، گرافن را به خوبی به برخی از این زیرلایه¬های پلیمری منتقل کرده است اما در بخشی از سطح ناپیوستگی¬هایی نیز در گرافن مشاهده می¬شود. با استفاده غشاهای گرافنی حاصل، که به دلیل وجود نقص¬های بسیار نسبت به گازها تراوا شده است، آزمایش¬های جداسازی گازهای هلیوم و نیتروژن با استفاده از یک سیستم حجم ثابت انجام شد. نتایج حاصل از جداسازی گاز نیز انتقال گرافن را تایید می¬کند اما وجود نقص¬ را نیز در گرافن نشان می¬دهد. واژه‌های کلیدی: گرافن، رسوب¬دهی بخار شیمیایی(CVD)، انتقال گرافن، غشای گرافنی، جداسازی گاز
- Abstract
- Abstract: Chemical vapor deposition is a promising method for graphene synthesis. In this method, graphene is synthesized through decomposition of a hydrocarbon precursor at elevated temperatures on a metal catalytic substrate. In order to use this graphene, it’s needed to transfer it to a desired substrate. In this research, we have used methane as hydrocarbon precursor and copper foil as metal substrate to obtain a full coverage of single layer graphene. As grown graphene is then transferred to a SiO2/Si substrate using a well-known PMMA-assisted transfer method. This transfer procedure has led to decrease in graphene quality. We have investigated influence of transfer parameters which cause these defects and proposed an improved method for transferring graphene to a SiO2/Si substrate. A direct method is then used to transfer graphene to polymeric PTFE, PAN and PVDF substrates. It’s demonstrated that although this direct method results in a good transfer but it also causes some discontinuities in graphene which make it permeable toward gases. He/N2 separation tests is performed using a constant volume system. Gas separation results confirmed that graphene layers have improved membranes performance. Keywords: graphene, graphene transfer, chemical vapor deposition (CVD), graphene membrane, gas separation
