بررسی پارامترهای موثر بر خالص سازی نانولوله های کربنی با استفاده از پتاسیم پرمنگنات در حضور امواج مایکروویو

نانولوله های کربنی دارای خواص الکتریکی و مکانیکی منحصر به فردی هستند و در زمینه های مختلقی مانند ترانزیستورها، مواد نیمه رسانا و کامپوزیت ها کاربرد دارند. البته در اغلب موارد نانولوله های کربنی سنتز شده دارای ناخالصی های کربنی و فلزی هستند. خالص سازی نانولوله های کربنی شامل حذف ناخالصی های کربنی بوسیله اکسیدکردن آنها و حذف ناخالصی های فلزی با استفاده از اسید می باشد. بدین ترتیب حذف ناخالصی ها باعث بهبود خواص نانولوله های کربنی می شود. در سالیان اخیر استفاده از تابش مایکروویو برای حذف ناخالصی ها به عنوان روشی سریع، موثر همراه با بازده جرمی بالا شناخته شده است. در این پایان نامه پارامترهای موثر بر خالص سازی نانولوله های کربنی با استفاده از پتاسیم پرمنگنات در حضور تابش مایکروویو بررسی می شوند. پارامترهای بررسی شده شامل نسبت مولی اسید به اکسیدکننده، نسبت مولی اکسیدکننده به نانولوله های کربنی و زمان می باشند. پس از انجام آزمایشات مقدار مطلوب هر پارامتر تعیین می شود. سپس این مقادیر را با دو اکسیدکننده دیگر آمونیوم پرسولفات و هیدروژن پراکسید نیز مقایسه می شوند. مقدار آهن اولیه موجود در نانولوله های کربنی خام با استفاده از آنالیز گرما وزن سنجی تعیین شد. همچنین مقدار آهن استخراج شده از نانولوله های کربنی به وسیله آنالیز طیف سنجی فرابنفش محاسبه شد. برای تعیین مقدار گروه های عاملی اکسیژن دار از روش تیتراسیون بوهم استفاده شد. مورفولوژی نانولوله های کربنی نیز توسط تصاویر میکروسکوپ های نوری، الکترونی عبوری و الکترونی روبشی بررسی شد. بر اساس نتایج پتاسیم پرمنگنات و هیدروژن پراکسید به ترتیب باعث خروج بیشترین و کمترین مقدار آهن از نانولوله های کربنی می شوند. همچنین بیشترین مقدار گروه های عاملی نیز توسط آمونیوم پرسولفات تولید می شود. علاوه بر آن فاصله بین نانولوله های کربنی فرآوری شده نیز افزایش می یابد. از جمله مزایای این پژوهش می توان به تخریب کمتر ساختار نانولوله های کربنی، تعیین معادله تجربی سرعت مصرف پتاسیم پرمنگنات و حذف نسبتاً موثر ناخالصی های کربنی و فلزی اشاره کرد.