استفاده از مایکروویو برای حذف کربن های بی شکل همراه با نانولوله های کربنی

نانولوله کربنی ساختاری از کربن است که از پیچ خوردن صفحات گرافیتی ایجاد می شود و دارای خواص مفید بسیار زیادی می باشد. خصوصیت مشهور نانولوله های کربنی استحکام کششی بسیار بالا در عین حال انعطاف پذیری بالاست. خواص الکتریکی نانولوله های کربنی هم دامنه ای وسیعـی از کاربردهای این مواد را در برمـی گیرد. نانولوله های کربنی مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی داشته و از پایداری گرمایی بالایی برخوردارند. رسانایی گرمایی آنها در جهت محوری نیز بالاست. با توجه به این خواص نانولوله های کربنی کاربردهای وسیعی در صنایع گوناگون یافته اند. از همان ابتـدای کشف و تولید این مواد تلاش های زیادی برای ارائه یک روش مناسـب و اقتـصادی برای خالص سازی نانولوله های کربنی با کیفیت قابل قبول انجام شده است و در حال حاضر نیز خالص سازی آنها موضوع بسیاری از تحقیقات در مجامع علمی معتبر دنیا است. اکسیداسیون فاز مایع، فاز گاز و روش های فیزیکی سه تکنیکی هستند که بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. تا کنون تلاش های زیادی برای بهینه سازی این فرآیندها انجام شده و در حال انجام نیز می باشد. اما کماکان در این فرآیندها مرحله حرارت دهی یا جدا کردن ناخالصی ها یک مرحله پرهزینه شناخته می شود و نقطه ضعف این روش ها برای تجاری شدن و تولید انبوه است چرا که در دماهای بالا و زمان های نسبتا طولانی انجام می شود. اما روش های متنوع دیگری برای خالص سازی نانولوله های کربنی پیشنهاد شده است. یکی از روش های جدید پیشنهادی حرارت دهی با تابش مایکروویو است که به علت سریع و کم آسیب بودن توجه تعدادی از محققین را به خود جلب کرده است. فرآیند خالص سازی به طور کلی به این صورت است که نانولوله های کربنی ناخالص به همراه حلال داخل ظرف واکنش ریخته می شوند و تحت تاثیر امواج مایکروویو حرارت داده می شود. آنچه بعد از حرارت دهی به دست می آید توده ای از نانولوله های کربنی است که ناخالص های کربنی آن اکسید شده اند و نیاز به اسید شویـی برای از بین بردن ناخالصـی های فلزی دارد. بنابراین روشی کـه بـرای خالص-سازی نانولوله های کربنی در این تحقیق به کار می رود یک فرآیند دو مرحله ای سریع و کم آسیب است که در مرحله اول نانولوله های کربنی به همراه آب اکسیژنه در مجاورت اسید استیک با مایکروویو حرارت داده می شوند. در مرحله دوم خارج از مایکروویو نانولوله های کربنی با اسید کلریدریک برای حذف ناخالصی های فلزی شستشو داده می شوند. خلوص و کیفیت هر نمونه با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی/ عبوری، آنالیز اسپکتروفتومتری، آنالیز طیف سنجی رامان و وزن سنجی حرارتی بررسی می شود. نتایج بدست آمده نشان می دهند که این روش به خوبی می تواند برای خالص سازی نانولوله کربنی استفاده شود.