تاثیر روش سنتز نانو ذرات کاتالیست بر رشد نانو لوله های کربنی بر روی بستر زئولیتی به روش نهشت از فاز بخار شیمیایی مواد

تولید نانوذرات و نانولوله ها به عنوان زیر بنای ساخت مواد نوین مورد استفاده کلیه صنایع، اعم از پزشکی، الکترونیک، حمل و نقل، انرژی ، علوم مواد و... از فعالیت های گسترده پژوهشی در بعد تجربی می باشد. در این پروژه نانولوله های کربنی را بر روی بستر زئولیتی به روش نهشت از بخار شیمیایی مواد رشد داده ایم. از آنجا که عواملی همچون نوع و ابعاد ذرات کاتالیست، درصد وزنی آن ها نسبت به ماده بستر و همچنین روش و فرآیند سنتز آن ها، بر ابعاد و خواص ساختاری نانولوله های سنتز شده موثر است، نانوذرات کاتالیست را به دو روش تلقیح مرطوب و تبادل یون تولید کرده و تاثیر روش سنتز نانوذرات بر کیفیت و کمیت نانولوله های کربنی تولید شده را مورد بررسی قرار داده ایم. بستر مورد استفاده در این پروژه، zeolite-nay است که یک بستر متخلخل و مناسب برای رشد نانولوله های کربنی شناخته شده است. با انتخاب گاز استیلن به عنوان منبع هیدروکربن، نانولوله های کربنی را به روش "ccvd" روی این بستر رشد داده و با تغییر پارامترهای موثر، نقش زئولیت را نیز مورد مطالعه قرار داده ایم. همانگونه که در تصاویر sem و tem تهیه شده از نمونه ها نیز مشاهده می شود، نانولوله هایی که بر روی بستر آماده شده به روش تلقیح سنتز شده اند، دارای گستره قطری بیشتری بوده و دارای قطر های بسیار متفاوت هستند. در حالی که در روش تبادل یون، نانولوله هایی با گستره قطری محدودتر و به عبارتی یکنواخت تری تولید می شوند. فراوانی نانولوله ها در نمونه آماده شده به روش تبادل یون به مراتب بیشتر از نمونه آماده شده به روش تلقیح است و همچنین نانولوله های طویل تر و مستقیم تری نیز در آن مشاهده می شود. همچنین نتایج حاصل از طیف raman تهیه شده از نمونه ها نشان می دهد که نانولوله های رشد یافته بر روی بستر آماده شده به روش تبادل یون دارای کیفیت بالاتر و نقص های ساختاری کمتری نسبت به نانولوله های رشد یافته بر روی نمونه آماده شده به روش تلقیح هستند. عوامل موثر دیگر نظیر دما و زمان سنتز و همچنین درصد وزنی کاتالیست نسبت به بستر نیز مورد بررسی قرارگرفته اند. به منظور بررسی اثر دمای سنتز، نانولوله ها را در سه دمای 650، 700 و 750 درجه سانتی گراد رشد داده ایم. با افزایش دمای سنتز، نانوذرات کاتالیست به هم چسبیده و نانوذرات بزرگتری را شکل می دهند و این منجر به تولید نانولوله هایی با قطر بزرگتر می شود. همچنین به منظور بررسی اثر زمان سنتز، نانولوله ها را در سه زمان 10، 20 و 30 دقیقه رشد داده ایم. در مدت 10 دقیقه نانولوله ها فرصت کافی برای رشد ندارند و بنابراین نانولوله های کوتاهی تولید می شوند. با گذشت زمان شاهد تولید نانولوله های طویل تری هستیم.