تولید نانوذرات کربن فعال

کربن فعال بدلیل داشتن حفرات با سطح مخصوص بالا، نقش مهمی در جذب مایعات و گازها و نیز پالایش محیط زیست از آلودگی ها دارد. کربن فعال به شکل های مختلفی از جمله پودری، گرانول و اخیرا نانوالیاف عرضه شده است. اندازه ذرات نقش مهمی را در عملکرد مواد به صورت پودر بازی می کند.در این رابطه کاهش اندازه ذرات پودر در ابعاد نانو، ویژگی پودرها را به صورت چشمگیر تحت تاثیر قرار می دهند. روش های مختلفی برای تولید نانوذرات وجود دارد که شامل فرآیندهای حالت بخار، مایع و جامد است. یکی از روش های مهم تولید نانوذرات الکترواسپری است ، که قادر به تولید نانوذرات پلیمرهای طبیعی و مصنوعی می باشد. در سالهای اخیر الیاف کربن فعال و به ویژه نانوالیاف کربن فعال به دلیل سطح مخصوص زیاد و قدرت جذب بالا، توجه محققین زیادی را در سطح بین المللی به خود جلب نموده اند. الیاف کربن فعال کاربردهای زیست محیطی زیادی از جمله حذف مواد سمی از پساب های صنعتی، فیلتر ماسک های حفاظتی در جذب گازهای سمی و امثالهم دارند و این کاربردها در حال افزایش است. در این پروژه تولید نانوذرات کربن فعال، بررسی ویژگی های تخلخل و همچنین مقایسه آن با نانوالیاف کربن فعال مورد توجه قرار گرفت. پیش ماده مورد استفاده سه نوع نانوذرات پلی اکریلونیتریل با میانگین قطرهای 3/82 ، 7/96 و 8/117 نانومتر بود که بوسیله روش الکترواسپری حاصل شده بود. نتایج این تحقیق نشان داد که بر اثر فرآیند فعال سازی قطر ذرات در حدود 13 درصد کاهش می یابد. نانوذرات کربن فعال تولید شده دارای اندازه متوسط 7/71 ، 85 و 8/100 نانومتر بودند. نتایج همچنین نشان داد که عدد ید برای نمونه نانوالیاف کربن فعال حدود 958 میلی گرم بر گرم و برای نانوذرات کربن فعال حدود 1200 میلی گرم بر گرم بدست آمد. به این ترتیب مشخص می گردد که میزان جذب ید نانوذرات کربن فعال نسبت به نانوالیاف کربن فعال بیشتر است. میزان سطح ویژه برای سه نمونه نانوذرات کربن فعال 1641 ، 1620 و 1604 مترمربع بر گرم و برای نانوالیاف کربن فعال 583 مترمربع بر گرم بدست آمد. حجم کل حفرات در نانوذرات کربن فعال در مقایسه با حجم کل حفرات نانوالیاف، به حدود 4 برابر می رسد. حجم میکروپورها در نانوذرات کربن فعال حدود 3 برابر حجم میکروپورها در نانوالیاف است.همچنین نانوذرات کربن فعال دارای توزیع حفرات گسترده تری نسبت به نانوالیاف کربن فعال هستند. نتایج حاصل از این تحقیق حاکی از برتری قابل ملاحظه قدرت جذب نانوذرات کربن فعال نسبت به نانوالیاف کربن فعال می باشد. کلمات کلیدی: الکترو اسپری، نانوذرات پلی اکریلونیتریل، نانوذرات کربن فعال، سطح ویژه، bet ، عدد ید.