ÖZ
Karbon Nanotüpler keşfedildikleri 1991 yılından itibaren araştırma konusu olmuş ve her geçen gün fark edilen özellikleri ile birçok alanda kullanılmaya başlanmıştır.
“Karbon Nanotüplerin Çeşitli Yöntemlerle Saflaştırılması” konulu tez çalışmamızda Đstanbul Teknik Üniversitesi, Enerji Enstitüsü, Malzeme Üretim ve Hazırlama Laboratuarı’nda kimyasal buhar birikimi yöntemi ile tek duvarlı karbon nanotüplerin üretimi ve çeşitli yöntemlerle saflaştırılması deneyleri yapılmıştır. Elde edilen ürünlerin karakterizasyonu için; Termogravimetrik Analiz Cihazı, Raman Spektroskopisi, Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) ve Fourier Dönüşümlü Đnfrared Spektroskopisi (FTIR) kullanılmıştır.
Kimyasal buhar birikimi yöntemi ile akışkan yatak sisteminde karbon kaynağı olarak asetilen gazı, katalizör ve destek malzemesi olarak demir nitrat [Fe(NO3)3.9H2O] ve magnezyum oksit (MgO) kullanılarak karbon nanotüp (KNT) üretimi gerçekleştirilmiştir. KNT’lerin üretimlerinden sonra içerdikleri metalik ve karbonlu safsızlıkları gidermek amacıyla kimyasal oksidasyon yöntemiyle saflaştırma işlemleri yapılmıştır. Kimyasal oksidasyon yönteminde hem sıvı hem de gaz faz oksidasyon uygulanmıştır. Sıvı faz oksidasyon ile saflaştırmada, nitrik asit (HNO3), hidroklorik asit (HCl), sülfürik asit (H2SO4), hidrojen peroksit (H2O2) ve potasyum permanganat (KMnO4) gibi kimyasallar kullanılmış, gaz faz oksidasyon ile saflaştırma ise hava ortamında gerçekleştirilerek en uygun verimi sağlayacak koşullar belirlenmiştir.
Metalik safsızlıkların giderilmesi için yapılan çalışmalarda HNO3 ile yapılan deney sonuçları temel alınarak kaynama noktası üzerindeki sıcaklık (120°C) için en uygun saflaştırma koşulu olan 6M HNO3 ile 6 saat sürede saflaştırma seçilmiş ve HCl, H2SO4, HNO3:H2SO4 ile bu koşullarda deneyler yapılmış ve saflaştırma verimleri belirlenmiştir. Kaynama noktasından düşük sıcaklıklar için ise 75°C’de 8 ve 15 saatlik deneyler yapılmış ve saflaştırma verimleri tespit edilmiştir.
Amorf karbon safsızlıkların giderilmesinde H2O2 ile KMnO4 kullanılmıştır. 60 ve 75°C sıcaklıklarda, farklı sürelerde saflaştırma işlemleri yapılmış ve verimler belirlenmiştir. Ayrıca hava ortamında 350, 375 ile 400 °C sıcaklıklarda ve farklı sürelerde ısıl işlem uygulanarak da saflaştırma işlemleri gerçekleştirilmiştir. Metal ve karbonlu safsızlıkların birlikte giderilmesi için H2O2:HCl karışımı ile yapılan deneylerde 8 saat ve 75°C’de en yüksek saflaşma verimi elde edilmiş ve bu koşullarda H2O2:H2SO4 ile de saflaştırma işlemi gerçekleştirilmiş ve verim belirlenmiştir.
0 yorum:
Yorum Gönder