بررسی تجربی عوامل موثر بر سنتز احتراقی نانولوله های کربنی در شعله لایه ای، پخشی و جریان موازی متان/ هوا

سنتز احتراقی نانولوله های کربنی، به دلیل ایجاد خودکار گرما و مولکول های سازنده نانولوله ها و صرفه اقتصادی، برای کاربرد در مقیاس صنعتی مناسب است. در این پژوهش، عوامل موثر بر سنتز احتراقی نانو‍ لوله های کربنی در شعله های پخشی لایه ای و جریان موازی متان/هوا به صورت تجربی بررسی شده است. این عوامل عبارت اند از: محل و مدت زمان قرار گیری کاتالیست در شعله، جنس کاتالیست، ولتاژ الکتریکی اعمال شده به کاتالیست، و مدت زمان اسیدشویی. نانولوله ها فقط در فاصله ای برابر دودهم ارتفاع شعله از خروجی مشعل و دور از محل تشکیل ترکیبات سنگین کربنی رشد می کنند. مناسب ترین مدت زمان اسید شویی حدود ۳ دقیقه است. بیشترین رشد با کاتالیست نیکروم ۸۰-۲۰ حاصل می شود. اعمال ولتاژ تراکم و طول نانو لوله ها را کاهش می دهد. کاهش تراکم رشد با افزایش مدت زمان قرار دهی کاتالیست در شعله جبران می شود. اعمال ولتاژ قطر نانولوله ها را کمتر، توزیع قطر را یکنواخت تر، و نانولوله ها را کشیده تر می کند. بدون ولتاژ، میانگین قطر نانولوله ها ۱۸۶ نانومتر و انحراف معیار آن ۳۱ نانومتر است. ولتاژ ۵- ولت قطر نانولوله ها را ۲۰% کمتر و انحراف معیار قطر نانولوله ها را ۵۰% کمتر می کند. با افزایش ولتاژ به ۱۰- ولت، قطر نانولوله ها ۳۰% دیگر نیز کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

نانولوله کربنی ، سنتر احتراقی ، شعله پخشی جریان موازی ، بهبود رشد ، ولتاژ الکتریکی ، اسیدشویی