روش رسوب گذاری شیمیایی فاز بخار
در این قسمت از پورتال آموزش و پژوهش دانشگاهیان (پویان) تحقیق در زمینه روش رسوب گذاری شیمیایی فاز بخار به صورت فایل Word برای دانلود ارائه شده است.
مادامیکه روش دشارژ قوس الکتریکی تنها قادر به تولید مقادیر زیاد نانولوله های ناخالص باشد، تلاشهای عمده به سمت روشهای تولیدی که مسیرهای قابل کنترل تری برای ساخت نانولوله ها عرضه میکنند هدایت شده اند. دسته ای از روش هایی که به نظر میرسد بالاترین شانس را برای دستیابی به قابل کنترل ترین فرآیند برای تولید نانولوله ها با خواص از پیش تعریف شده ارائه میکند روش رسوب گذاری شیمیایی فاز بخار است (CVD) [67]. تشکیل الیاف کربن ناشی از تجزیه کاتالیزوری گازهای کربندار روی سطح فلز از زمانهای دور شناخته شدهاست [2و3و68]. با این وجود مدرکی که نشان دهد که این روش قادر به تولید نانولولههای کربن باشد وجود نداشت تا زمانیکه یاکامن [69] موفق به این کار شد. امروزه، روش رسوبگذاری شیمیایی کاتالیزوری فاز بخار (CCVD) به عنوان تنها روش مناسب اقتصادی برای تولید عمده CNT و ادغام CNT ها با ابزار مختلف شناخته میشود [70] که به وسیله تولید عمده نانو لوله های بسیار خالص کربن توسط NANOCYL نشان داده شد و توسط یکی از نویسندگان اثبات شده است [71].
در اصل، رسوبگذاری فاز بخار تجزیه کاتالیزوری ماده اولیه هیدروکربن یا مونوکسید کربن با کمک کاتالیست های فلزات واسطه است. به طور کلی، این آزمایش در یک کوره جریان در فشار اتمسفر انجام شده است. از نظر عملکرد دو نوع کوره وجود دارد، یکی با پیکربندی عمودی و دومی با پیکربندی افقی (شکل 11). استفاده از کوره های افقی مرسومتر است. در اینجا کاتالیزور بر روی یک شناور سرامیکی یا کوارتز که در یک لوله کوارتز قرار داده شده است نهاده میشود. مخلوط واکنش حاوی منبعی از هیدروکربن و گاز خنثی از بستر کاتالیست در دمای 500 تا 1100 درجه سانتیگراد عبور میکند. سپس سیستم تا دمای اتاق سرد میشود. کوره با پیکربندی عمودی معمولا برای تولید جرم پیوسته ای از الیاف یا نانولوله های کربنی به کار گرفته میشود. کاتالیزور و منبع کربن در قسمت فوقانی کوره تزریق میشود و رشته های حاصل در طول حرکت رشد میکنند و در کف محفظه جمع میشوند. ذرات کاتالیزوری بسیار ریز هم به طور مستقیم داخل رآکتور معرفی میشوند یا با استفاده از پیش ماده هایی مثل متالوسن ها شکل میگیرند. رآکتور با بستر سیال نوعی از کوره های عمودی است. کاتالیزورهای پایه معمولا در مرکز کوره قرار میگیرند و جریان رو به بالایی از گازهای کربندار مورد استفاده قرار میگیرد. فرآیند مایع شدن، کاتالیزورهای پایه را نیز شامل میشود تا نسبت به تکنیک شناوری عمودی مدت زمان بیشتری را در کوره باقی بمانند [68]. مکانیسم کلی رشد نانولوله ها در روش CVD شامل تجزیه مولکولهای هیدروکربنی است که توسط فلزهای واسطه کاتالیز شدهاند، و باعث اشباع اتم های کربن در نانوذره فلزی میشوند. ته نشینی کربن از ذرات فلزی منجر به تشکیل جامدات کربنی لولهای شکل در ساختار SP2 میشود. ویژهگیهای نانو لوله های کربنی که به روشCVD تولید شده اند به شرایط کاری مثل دما و فشار کاری، نوع، حجم و غلظت هیدروکربن، ماهیت، اندازه و پیش رفتار کاتالیزور فلزی، ماهیت کاتالیزور پایه و زمان واکنش بستگی دارد [8]. با تغییر ذرات فعال روی سطح کاتالیزور، میتوان قطر نانولوله را کنترل کرد. طول لوله ها به زمان واکنش بستگی دارد. حتی لوله هایی به طول 60 میلی متر میتوان تولید کرد [72]...