ساخت و مشخصه یابی نانو لوله های کربنی آلائیده شده با کبالت

در این تحقیق، نانو لوله های کربنی با استفاده از روش نشست بخار شیمیایی(cvd) در بستری از کاتالیست سنتز شده اند. کاتالیست مورد نظر با استفاده از روش سل– ژل تهیه شده و سپس سنتز نانو لوله های کربنی از طریق سنتز گاز متان در دمای c?900 انجام می گیرد. گاز متان با دبی 4 لیتر بر دقیقه و فشار 27/1 اتمسفر به مدت 20 دقیقه در این دما جاری می شود. پس از شستشو و خالص سازی نمونه های سنتز شده، عملیات آلایش کبالت به انجام می رسد. به این منظور، مقدار mg 60 از پودر نانو لوله را با درصدهای مختلف کلرید کبالت (85ر0% ، 7ر1% و 5ر2% ) مخلوط کرده و در کوره با خلا 5-10?2 تور قرار می دهیم. دلیل استفاده از کبالت در این بخش، پایین تر بودن دمای ذوب آن (c?735 ) نسبت به عنصر کبالت (c?1495) می باشد. روی نمونه ها با محفظه مخصوص پوشانده شده و دمای کوره تا c?803 بالا برده می شود تا دمای نمونه ها به c?790 برسد. در این دما، کلرید کبالت تجزیه و کلر آن آزاد شده و کبالت در میان نانو لوله های کربنی جایگیر می شود. تصاویر sem از نانو لوله ها قبل و بعد از عملیات آلایش، نشان دهنده عدم تغییر در ساختار آن ها بوده که با توجه به خلا بالای مورد استفاده، حاکی از عدم سوختن نانو لوله ها می باشد. همچنین در طیف eds نمونه های آلاییده شده، وجود کبالت در نمونه ها به وضوح تایید می شود. در طیف رامان نمونه های آلاییده، شدت قله های d و g به طور عمومی افزایش یافته است. یعنی علاوه بر این که این عنصر در ساختار ناخالصی ها وارد شده که به افزایش قله d می انجامد، در ساختار منظم گرافیتی نیز نفوذ کرده است. همچنین پهنای نمودارها در نصف شدت بیشینه مربوط به قلهd ، افزایشی نسبی را با افزایش درصد آلایش کبالت نشان می دهد که نشانه وجود نقایص روی سطح نانو لوله ها بوده که ناشی از آلاییدن این نمونه ها با کبالت می باشد