بررسی اثر غلظت کاتالیست بر خواص کریستالی کربن ایروژل حاصل از پیرولیز ژل رزورسینول فرم آلدئید

در این پژوهش اثر غلظت کاتالیست سدیم هیدروژن کربنات (NaHCO۳) بر خواص کریستالی کربن ایروژل حاصل از پیرولیز ژل رزورسینول فرمالدهید (RF) بررسی شد. سه نمونه با نسبت های مولی رزورسینول به کاتالیست (R/C) برابر با ۵۰، ۳۰۰ و ۶۰۰ سنتز گردید. فرآیند سنتز شامل تهیه محلول همگن از رزورسینول، فرمالدهید و کاتالیست، ژل سازی در دمای ۵۰ درجه سانتی گراد به مدت ۲ تا ۴ روز، خشک کردن در مراحل دمایی ۸۰، ۹۰ و ۱۱۰ درجه سانتی گراد هر مرحله ۲۴ ساعت و پیرولیز در دمای ۸۰۰ درجه سانتی گراد تحت اتمسفر خنثی به مدت ۶ ساعت بود. خواص کریستالی نمونه ها با استفاده از آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) ارزیابی گردید. الگوهای XRD دو پیک پهن در زوایای ۲۴/۲۵ درجه و ۴۴/۲۵ درجه نشان داد که مربوط به صفحات (۰۰۲) و (۱۰۰) ساختار گرافیتی کربن آمورف تا نیمه کریستالی است. نتایج تحلیل XRD حاکی از آن است که با افزایش R/C از ۵۰ به ۶۰۰ زاویه پراش (از ۲۲ به ۲۱/۶ درجه)، عرض پیک در نصف ارتفاع حداکثر (FWHM) از ۱۴/۱۵ به ۸ درجه و فاصله بین لایه ای از ۰/۵۳۴ نانومتر به ۱/۰۱۱ نانومتر کاهش می یابد، در حالی که اندازه بلورها La از ۱۵ به ۱۲ نانومتر و LC به ۷ به ۵ نانومتر تغییراتی نشان می دهد. این تغییرات بیانگر تشکیل ساختار کربنی توربواستراتیک شامل کربن آمورف حاوی نانوکریستال های کربنی است. ارزیابی نتایج با محاسبه پارامترهای کریستالی از معادلات شرر و براگ انجام شد که بهبود کریستالیته با کاهش غلظت کاتالیست را تایید می کند.

کلیدواژه ها:

کربن ایروژل ، کاتالیست NaHCO۳ ، آنالیز XRD ، پیرولیز ، رزورسینول فرمالدهید ، ساختار توربواستراتیک