اثر افزایش میزان آلومینیوم نیترات بر سنتز الیاف آلومینا به روش الکتروریسی

الیاف آلومینایی، یکی از مهم­ترین و پرکاربردترین الیاف سرامیکی به حساب می آیند. به دلیل نسبت سطح به حجم بالای نانوالیاف، از نانوالیاف آلومینا می­توان به عنوان پایه کاتالیست استفاده کرد. تولید الیاف سرامیکی با استفاده از روش الکتروریسی همچنان به عنوان موضوعی چالش ­برانگیز باقی مانده است. هدف از انجام این پژوهش، استفاده از آلومینیم نیترات به عنوان پیش ماده ی در دسترس و ارزان قیمت برای دستیابی به نانوالیاف آلومینا با بالاترین نسبت پیش ماده سرامیکی: پلیمری در محلول ریسندگی است. در پژوهش حاضر، محلول پلی وینیل پیرولیدون با نسبت های مختلفی از محلول آلومینیم نیترات مخلوط شد تا قابلیت الکتروریسی آن ها بررسی شود. برای این منظور، نسبت وزنی آلومینیم نیترات به پلی وینیل پیرولیدون در محلول الکتروریسی از ۰/۵ تا ۲ افزایش یافت و قابلیت انجام الکتروریسی آنها ارزیابی شد. بیشترین نسبت وزنی آلومینیم نیترات به پلیمر در محلول که فرآیند الکتروریسی را با اختلال مواجه نکرد، ۱:۱ بود و فرآیند الکتروریسی با ولتاژ kV ۱۷، نرخ تغذیه ی ml/h ۱ و فاصله ی cm ۱۲ بین سوزن تا جمع کننده انجام شد. در نهایت، نمد الیافی که دارای بیشترین میزان آلومینیم نیترات بود، پس از خشک شدن، در دمای C° ۹۵۰ کلسینه شد. الیاف به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش پرتو ایکس و طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ مشخصه یابی شد. نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس نشان داد که فاز الیاف آلومینا پس از عملیات حرارتی، گاما آلومینا است. تصاویر ریزساختاری حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که الیاف ریسیده شده قبل از عملیات حرارتی از پیوستگی خوبی برخوردار است و گره ای در آنها مشاهده نمی شود؛ گرچه پس از عملیات حرارتی، خردشدگی و کاهش پیوستگی در الیاف مشاهده می شود و قطر الیاف از حدود ۵۰۰ نانومتر به زیر ۳۰۰ نانومتر رسیده است. همچنین، نتایج حاصل از طیف سنجی فروسرخ الیاف نشان داد که باوجود کاهش شدت پیک های مربوط به گروه های عاملی پلی وینیل پیرولیدون پس از عملیات حرارتی تا دمای ۹۵۰ درجه سانتی گراد، برخی پیک های مرتبط با کربن حذف نشده اند.

کلیدواژه ها:

Nanofibers ، Electrospinning ، Alumina ، Polyvinylpyrrolidone ، Aluminum Nitrate ، الیاف ، الکتروریسی ، آلومینا ، پلی وینیل پیرولیدون ، آلومینیوم نیترات