ساخت نانوساختارهای کربنی آمورف از زغالسنگ به روش سنتز شیمیایی فاز جامد

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان

2 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ولیعصر (عج)، رفسنجان

چکیده

تولید نانوساختارهای خاص از واحدهای حلقوی کربن در زغال سنگ، آن را به عنوان یک منبع کربنی مناسب در سال های اخیر مورد توجه قرار داده است. با بررسی شرایط تولید مستقیم در فاز جامد که برای نخستین بار در این مطالعه انجام شده است، می‌توان مسیر فرآیندهای پیرولیز و کربوناسیون را به سمت تولید نانوساختارهای کربنی تغییر داد. در این مطالعه، نانولوله‌های کربنی آمورف حفره‌دار و نانومیله‌ها از کربونیزه کردن هم‌زمان و مستقیم زغال‌سنگ بیتومینوس در حضور 7 درصد وزنی از کاتالیزور‌های فروسن و نانوذرات مگنتیت تولید شد. دما و مدت زمان کربوناسیون به ترتیب ºC800 و 60 دقیقه می‌باشد. نانولوله‌های کربنی آمورف با قطر خارجی 50 تا 200 نانومتر و دیواره 1 تا 2 نانومتر در حضور فروسن به عنوان کاتالیزور تولید شد، در حالی که نانوذرات مگنتیت با قطر 70-50 نانومتر منجر به ساخت نانومیله‌ها با میانگین قطر بیرونی 80 نانومتر و در حد اندازه نانوذرات کاتالیزور شد. نمونه‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری و پراش اشعه ایکس آنالیز شدند. نتایج نشان می‌دهد که نانوذرات آهن ناشی از تجزیه فروسن و نانوذرات مگنتیت در دمای ºC800 منجر به رشد نانوساختارهای کربنی می‌شود.
 

کلیدواژه‌ها