Tổng hợp carbon nano sợi trên bề mặt carbon xốp từ LPG

Ở nghiên cứu này, carbon nano sợi (CNFs) đã được tổng hợp và gắn trên bề mặt vật liệu carbon xốp bằng phương pháp kết tụ hóa học trong pha hơi với xúc tác nickel. Sản phẩm đã được xác định đặc tính bằng các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại như bề mặt riêng BET, quang phổ Raman, kính hiển vi điện tử quét hay phân tích nhiệt trọng trường.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp carbon nano sợi trên bề mặt carbon xốp từ LPGISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL. 17, NO. 5, 2019 63 TỔNG HỢP CARBON NANO SỢI TREN BỀ MẶT CARBON XỐP TỪ LPG SYNTHESIS CARBON NANO FIBER ON CARBON FELT’S SURFACE USING LPG Trương Hữu Trì1, Nguyễn Đình Lâm1, Trần Nguyên Ngọc2, Bùi Thị Hương Lan1, Lê Đức Ngưu3, Dương Thế Hy1* 1 Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; *dthy@dut.udn.vn 2 Học viên cao học K34; 3Sinh viên lớp 14H5Tóm tắt - Ở nghiên cứu này, carbon nano sợi (CNFs) đã được Abstract - In this study, carbon nanofibers are synthesized andtổng hợp và gắn trên bề mặt vật liệu carbon xốp bằng phương grafted on the surface of carbon felt by chemical vapour depositionpháp kết tụ hóa học trong pha hơi với xúc tác nickel. Sản phẩm đã using nickel as an active phase. The product has been characterizedđược xác định đặc tính bằng các phương pháp phân tích hóa lý by serveral techniques such as nitrogen isothermal adsorption -hiện đại như bề mặt riêng BET, quang phổ Raman, kính hiển vi desorption using the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method, Ramanđiện tử quét hay phân tích nhiệt trọng trường. Kết quả phân tích spectroscopy, scanning electron microscope (SEM) and thermalcho thấy, lượng CNFs được phủ lên carbon xốp bằng 92,5% khối gravimetric analysis (TGA). The results show that the amount oflượng carbon xốp. Bề mặt riêng của sản phẩm thu được tăng lên carbon nanofiber decorated on carbon felt surface is 92.5% wtđáng kể, 105 lần, so với bề mặt riêng của carbon xốp ban đầu. Các relative to carbon felt. The specific surface area of the as-productsợi carbon được tổng hợp có kích thước nano tương đối đồng significantly increases, 105 times, compared to that of carbon felt.nhất. Lớp CNFs phủ lên bề mặt carbon xốp có cấu trúc mao quản The diameters of the carbon nanofibers synthesized are relativelyvới kích thước lỗ nằm trong vùng mesoporous, không có phần mao homogeneous. Pore sizes of carbon nanofibers decorated on carbonquản với kích thước lỗ nằm trong vùng macroporous đồng thời felt surface are mainly in the mesoporous region there are no poresphần vi mao quản (microporous) rất nhỏ. Ngoài ra, việc đưa CNFs in macroporous region. In addition, the carbon nanofibers formedlên carbon xốp làm tăng các khuyết tật cấu trúc trong vật liệu, giảm contain more structural defects than initial carbon felt. As ađộ bền oxy hóa của sản phẩm. consequence, the obtained product has less oxidation stability.Từ khóa - CNFs; Carbon xốp; TGA; BET; Raman; SEM. Key words - CNFs; Carbon felt; TGA; BET; Raman; SEM.1. Giới thiệu chung hai xu hướng trên, các nhà khoa học cũng đã thành công Vật liệu carbon cấu trúc nano đã thu hút sự quan tâm trong việc đưa vật liệu carbon cấu trúc nano, là vật liệu cómạnh mẽ của cộng đồng các nhà khoa học cũng như các bề mặt riêng lớn, lên trên bề mặt các vật liệu có cấu trúcnhà sản xuất trong những thập niên vừa qua nhờ vào các 3D, là vật liệu có bề mặt riêng rất thấp (thường nhỏ hơntính chất ưu việt của chúng [1, 2]. Trên thực tế nhóm vật 1m2/g), nhằm tăng cường bề mặt riêng cho sản phẩm thuliệu này đã được sử dụng nhiều trong sản xuất vật liệu được [11-14]. Vật liệu có cấu trúc 3D có thể được tạo thànhcomposite [1, 3], lưu trữ năng lượng [4], chất hấp phụ [5] từ kim loại, oxide kim loại hay carbon và được tạo hìnhlàm chất xúc tác hay chất mang cho xúc tác trong các phản theo dạng lưới [14] hay định hình dưới dạng cấu trúc tổ ongứng hóa học [6, 7]. Vật liệu carbon cấu trúc nano có thể (solid form) [11-13].được tổng hợp từ nhiều phương pháp với nhiều nguồn Carbon xốp là vật liệu tạo thành từ các sợi carbon đancarbon khác nhau tùy thuộc vào mục đích sử dụng [8]. xen vào nhau để thu được vật liệu có cấu trúc 3D với mộtTrong quá trình tổng hợp, nhóm vật liệu này thường thu độ xốp nhất định (Hình 1.B), đây là vật liệu có độ bền cơ,được ở dạng rắn với kích thước rất nhỏ, do đó rất khó khăn bền nhiệt tốt, đặc biệt là chúng khá trơ về mặt hóa học,trong thao tác hay sử dụng, đặc biệt khi chúng được sử ngoài ra có thể dễ dàng cắt chúng theo bất kỳ hình dạngdụng làm chất hấp phụ hay chất mang xúc tác trong các mong muốn nào. Tuy nhiên, loại vật liệu này có bề mặtthiết bị với tầng xúc tác cố định. Để giải quyết những khó riêng r ...