تغییر مورفولوژی و بررسی ساختاری نانوساختارهای کربنی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشگاه صنعت نفت، تهران

2 آزمایشگاه پدیده‌های انتقال و فناوری نانو، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تهران، تهران

چکیده

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.

کلیدواژه‌ها