Mikrodalga sisteminde karbon nanomalzeme sentezi

Abstract

Karbon nano malzemeler 1991'de karbon nanotüpler ve 2004 yılında grafen için ilk üretim tekniklerinin bulunmasından itibaren üstün fiziksel ve kimyasal özelliklerinden dolayı çok sayıda araştırmaya konu olmuştur. Karbon nanotüpler (KNT'ler) spor, savunma sanayii, otomotiv gibi sektörlerde kullanılmaya başlanmıştır ve uygulamaları gittikçe genişlemektedir. Katalitik buhar biriktirme (CCVD) yöntemi KNT üretiminde en yaygın kullanılan yöntemdir. CCVD yönteminde KNT üretimi için bir metal katalizöre, karbon içeren bir öncü maddeye, inert bir ortama ve taşıyıcı bir gaza ihtiyaç vardır. Her ne kadar CCVD yöntemi çok çalışılmış ve bilinen bir yöntem olsa da daha kolay ve ucuz KNT üretim yöntemlerinin araştırılması gerekmektedir. KNT'lerin özellikleri genellikle üretim yöntemi ile ilişkilidir. Farklı yöntemlerle üretilen KNT'lerin farklı ihtiyaçlara cevap vermesi olasıdır. Bu çalışmada atmosfer ortamında ve atmosfer basıncında ev tipi bir fırında KNT ve diğer karbon nanoyapıların üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu üretim için grafit, ferrosen, karbon fiber kullanılmış ve sonradan bu bileşime ek bir karbon kaynağı olarak benzen eklenerek çalışma genişletilmiştir. Çeşitli bileşimler denenerek elde edilen KNT'ler üretim yöntemine uygun bir saflaştırma yöntemi seçilerek saflaştırılmış ve Raman, SEM, UV-vis spektrofotometresi ve tane boyutu analizlerine tabi tutularak karakterize edilmiştir. Yapılan çalışmada toplam reaksiyona giren madde kütlesinin süreç verimi açısından çok önemli bir parametre olduğu görülmüş ve reaksiyon hacmine göre seçilen toplam kütleden sonra hammadde bileşiminin ikincil bir etkisi olduğu görülmüştür. KNT sentez süreci sırasında yan ürün olarak yoğun miktarda soğanımsı karbon nanoküreler elde edilmiştir.