عنوان پایان‌نامه
سنتز نانو لول های کربنی با استفاده از کاتالیزورهای دوفلزی روی بستر آلومینا
- رشته تحصیلی
- شیمی معدنی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 4861;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55070
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- مهدی کریمی
- استاد راهنما
- علیرضا بدیعی
- چکیده
- بعد از کشف نانولوله¬های کربنی، به خاطر خواص منحصربفردشان، بسیاری از گروه¬های تحقیقاتی، شروع به یافتن کاربرد¬های این ترکیبات و روش¬هایی برای سنتز آن¬ها در مقدار زیاد بودند. در این تحقیق، از کاتالیزورهای دوفلزی کادمیم-آهن CdFe که با استفاده از روش اشباع-سازی بر روی بستر آلومینا نشانده شدند، در لایه¬نشانی بخار شیمیایی گاز متان به منظور سنتز نانولوله¬ها استفاده شدند. پارامترهای بررسی شده در این تحقیق شامل تاثیر دمای سنتزی، کلسیناسیون و غلظت کادمیم در کاتالیزور¬ها بودند. کاتالیزور¬ها با دو روش جذب و واجذب گاز نیتروژن و پراش اشعه ایکس پودر (XRD) شناسایی شدند. نانولوله¬های سنتز شده با دستگاه¬های میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، آنالیز وزن سنجی گرمایی (TGA) و طیف سنجی رامان مورد شناسایی قرار گرفتند. نتایج حاصل از XRD و BET هر دو نشان دادند که بستر کاتالیزور یعنی آلومینا در جریان تهیه کاتالیزورها ساختار متخلخل رو حفظ کرده¬اند و ذرات کاتالیست بر روی سطح آن¬ها پخش شده¬اند. طیف به¬دست آمده از رامان دو پیک که مشخصه حضور نانولوله¬های از نوع چنددیواره بود را نشان می داد. تصویر گرفته شده با TEM نانولوله¬ها، نانوذرات کاتالیزور را نشان می داد که در داخل نانولوله¬ها محصور شده بودند و موید این نکته است که نانوذرات موجب رشد نانولوله¬های کربنی شده¬اند. هیستوگرام¬های قطر نانولوله¬ها مشخص کردند که اکثر نانولوله¬ها قطری در ناحیه محدود nm 30 – 70 دارند. در نهایت داده¬های حاصل از TGA بازده سنتز نانولوله¬ها را از 18 – 1 % نشان دادند که بیشترین بازده مربوط به سنتز نانولوله بر روی کاتالیزور Cal.Cd0.2Fe/Alumina در دمای °C 950 بود. واژه¬های کلیدی : نانولوله¬های کربنی، کاتالیزور دوفلزی، آلومینا، لایه نشانی شیمایی بخار کاتالیزوری (CCVD)
- Abstract
- Abstract After the discovery of carbon nanotubes by ijima, due to their unique their properties, a lot of research groups have started to found the applications and new synthesis methods of carbon nanotubes. In this work, Cd-Fe bimetallic catalysts supported on alumina, prepared by impregnation method, were used to synthesize of carbon nanotubes by CVD of methane. The effects of synthesis temperature, calcination and Cadmium concentration were investigated. XRD and N2 adsorption-desorption were used to characterize the catalysts. Synthesized carbon nanotubes were characterized by SEM, TEM, TGA and Raman spectroscopy. The results of XRD and N2 adsorption – desorption showed that the mesoporosity in alumina was preserved. The Raman spectrum showed that the synthesized CNTs were MWCNTs. The TEM images revealed that CNTs was grown by catalyst nanoparticle. According to the diameter and length histograms, the length and diameter of the most of CNTs were in the range of 0.1 – 3.5 µm and 30 -70 nm, respectively. moreover, the TGA data showed that the yield of resultant CNTs was in the range of 1-18%. The highest yield of synthesized CNTs was obtained by Cal.Cd0.2Fe/Alumina at the synthesis temperature of 950 °C. Therefore, the use of calcined catalysts with the highest concentration of cadmium metal at the synthesis temperature of 950 °C was the optimum condition for synthesizing CNTs. Keywords: carbon nanotube, bimetallic catalyst, alumina, CCVD
