شماره 46 - بهار 1396
ICNS7
فهرست

تغییر مورفولوژی و بررسی ساختاری نانوساختارهای کربنی

نشریه: شماره 42- بهار 1395 - مقاله 4   صفحات :  24 تا 29



کد مقاله:
42-04

مولفین:
احمد قضاتلو
مجتبی شریعتی نیاسر: دانشگاه تهران - دانشکده فنی


چکیده مقاله:

ابتدا به تغییر مورفولوژی نانوساختارهای کربنی شامل فولرن، نانولوله های کربنی و گرافن پرداخته و سپس مطالعه ساختاری آنها مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد فرایند اکسیداسیون در نانوساختارهای کربنی تاثیر بسیار متنوعی در مقدار تخلخل و زبری سطح دارند و در ساختار گرافن با سطح متخلخل اثر گذاری کمتری از خود نشان می‌دهند. به عبارتی اثر فرایند اکسیداسیون بر قسمتی از سطوح نانوساختار بیشتر متمرکز می‌گردد که دارای سطحی صاف‌تر باشد. این موضوع در گرافن خالص بسیار محسوس‌تر است زیرا سطح صفحات آن دارای صافی کافی می‌باشد درنتیجه فرایند اکسیداسیون 2/5 زبری سطح و 2/35 تخلخل را افزایش می‌دهد. در حالیکه گرافن هامرز 1/13‌ زبری بیشتر نسبت به گرافن خالص دارد. با توجه به بررسی‌های بعمل آمده و نتایج AFM از نانوساختارهای کربنی نتیجه می‌شود که فرایند عاملدار کردن در کنار مورفولوژی اولیه نانوساختار می‌تواند موجب افزایش تخلخل و زبری سطح شود و مقدار این افزایش کاملاً تابع میزان صافی سطح نانوساختار اولیه و هندسه چند بعدی آن می‌باشد. همچنین فرایندهای عاملدار کردن بر کاهش شدت پدیده کلاسترینگ نانوذرات اثر مثبت دارند و کاهش اندازه ذرات نانوساختارها در کلاسترهای خود موجب افزایش تخلخل و زبری سطحی می‌شود. بنابراین فرایندهای عاملدار کردن می‌توانند مورفولوژی نانوذرات را به لحاظ ساختاری,‌ خواص سطحی و هندسه بشدت تغییر داده و بر اساس این تغییرات رفتار متفاوتی از آن نانوساختار ارائه دهند.


Article's English abstract:

First, the morphology change of carbon nanostructures, including fullerenes, carbon nanotubes and graphene discussed and then their structure study was investigated. It was observed that the oxidation process in carbon nanostructures has a wide range influence in porosity and surface roughness and shows less influence on the graphene structure with the porous surface. In other words, the effect of oxidative process is more focused on nanostructure surfaces which part of the surface is smoother. This is more tangible in pure graphene because its surface plates have sufficient smooth. As a result, the oxidation process increases 2/5 surface roughness and 2/35 porosity, while Hamrz graphene has 1/13 more roughness than pure graphene. According to conducted investigations and the results of the AFM from carbon nanostructure concluded that the process of functionalized beside the initial morphology of nanostructure may cause the porosity and surface roughness to increase and the amount of this increase is completely dependent on the surface roughness amount of initial nanostructure and its multi-dimensional geometry. Also functionalization processes have a positive effect to reduce the severity of nanoparticles clustering phenomena and the particle size reduction of nanostructures in their clusters increases the porosity and surface roughness. Thus, the functionalized processes can strongly change the nanoparticles morphology in terms of structure, surface properties and the geometry and based on these changes offer different behavior of nanostructure.


کلید واژگان:
فولرن، نانولوله كربني، گرافن، مورفولوژي، زبري سطح

English Keywords:
fullerenes, carbon nanotubes, graphene, morphology, surface roughness

منابع:
ندارد

English References:
[1] Y. Chiang, W. H. Lin, Y. C. Chang, The influence of treatment duration on multi-walled carbon nanotubes functionalized by H2SO4/HNO3 oxidation, Applied Surface Science, (2011), 2572401. [2] International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), Physical Chemistry Division: Commission on Colloid and Surface Chemistry, Manual ofSymbols and Terminology for Physicochemical Quantities and Units Appendix II Definitions, Terminology and Symbols in Colloid and Surface Chemistry, Part II: Heterogeneous Catalysis, Pure and Applied Chemistry, 46, (1976), pp.71-90. [3] Kuhlmeier, D., Rodda, E., Kolarik, L.O., Furlong, D.N., Bilitewski, U., Application of atomic force microscopy and grating coupler for the characterization of biosensor surfaces Biosensors and Bioelectronics, 18, (2003), pp.925–936. [4] Van der Lee MK, Van Dillen AJ, Bitter JH, De Jong KP. Deposition Precipitation for the Preparation of Carbon Nanofiber Supported Nickel Catalysts, J. Am, Chem. Soc, 127, (2005), pp.13573–13582. [5] Park O., Jeevananda T., Kim N.H., Kim S., and Hee L.J., Effects of surface modification on the dispersion and electrical conductivity of carbon nanotube/polyaniline composites, Scripta Materialia, 60, 7, (2009), pp. 551-554. [6] Marappan Sathish, and Kun’ichi Miyazawa, Synthesis and Characterization of Fullerene Nanowhiskers by Liquid-Liquid Interfacial Precipitation: Influence of C60 Solubility, Molecules, 17, (2012), pp.3858-3865 [7] Sara Safari Kish, Alimorad Rashidi, Hamid Reza Aghabozorg, LeilaMoradi, Increasing the octane number of gasoline using functionalized carbon nanotubes, Appl. Surf. Sci. 256 (2010) 3472–3477. [8] C. Hontoria-Lucas, A.J. López-Peinado, J. López-González, D. de,M.L. Rojas-Cervantes, R.M. Martín-Aranda, Study of oxygen-containing groups in a series of graphite oxides, Phys. Chem. Charact, Carbon, 33, (1995), pp.1585–1592. [9] Li C.C., Lin J.L., Huang S.J., Lee J.T., and Chen C.H., A new and acid exclusive method for dispersing carbon multi walled nanotubes in aqueous suspensions, Colloids Surf. A: Physicochem, Eng. Aspects, 297, (2007), pp.275-281. [10] Tessy T.B. and Ramaprabhu S., Investigation of thermal and electrical conductivity of graphene based nanofluids, applied physics 108, 124308, (2010), pp.1-8. [11] Masoumeh Akhfash, John A. Boxall, Zachary M. Aman, Michael L. Johns



فایل مقاله
تعداد بازدید: 392
تعداد دریافت فایل مقاله : 11



طراحی پرتال|طراحی پورتالطراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورک