نام پژوهشگر: مسعود برهمن

شبیه سازی حسگر گاز سولفید هیدروژن مبتنی بر نانولوله های کربنی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه شیراز - دانشکده برق و کامپیوتر 1393
  مسعود برهمن   محمدحسین شیخی

سولفید هیدروژن از گازهای بسیار سمی ، اشتعال زا و بی رنگ می باشد که در محیط های صنعتی از جمله صنایع نفت ، گاز و زغال سنگ به وفور یافت می شود. به همین دلیل ، تشخیص حضور این گاز در محیط از تولویت های این صنایع به شمار می رود. در این رساله ، نشان داده ایم که لایه های نازک از نانولوله های کربنی و نانونوارهای گرافنی وظیفه مند شده با نانوذرات مس توانایی بسیار خوبی در تشخیص این گاز دارند. برای این منظور و به جهت بررسی برنامه ای بر پایه ی الگوریتم های مونت کارلو به وسیله نرم افزار matlab تهیه شد. برای آنکه بتوان نتایج مبتنی بر واقعیت داشته باشیم فاکتورهای بسیاری باید در نظر گرفته می شد. از آن جمله می توان به تعیین نحوه عملکرد نانولوله در نشکیل لایه نازک ، نحوه ی اثر نانوذرات مس بر خواص انتقال این ساختارها و همچنین نحوه ی جذب گاز سولفید هیدروژن بر نانولوله ها را نام برد. برای تعیین این جزئیات مهم ، از روش نا متعادل گرین به همراه روش تابعی چگالی بهره بردیم. تحقیقات ما نشان داد که نانولوله های ساده توانایی خوبی در جذب گاز سولفید هیدروژن ندارند و تنها با افزایش میزان نقص شبکه ای می توان جذب مناسبی نسبت به این گاز بدست آورد. افزایش نقص خود موجب از بین رفتن انتقال مناسب لایه ی نازک شده که حساسیت را کاهش می دهد و روش مناسبی به شمار نمی رود. وظیفه مند کردن نانولوله ها با نانوذرات مس می تواند راه حلی مناسبی برای رفع این ضعف باشد. با کمک از این نانوذرات می توان به حساسیت های بالا برای مقادیر در حد چند ppb گاز سولفید هیدروژن در محیط دست یافت. به علاوه نشان داده ایم که میزان حساسیت به اندازه ی نانوذرات مس و نحوه ی وظیفه مند کردن بستگی شدیدی دارد. همچنین اثر طول و تعداد نانولوله ها، فاصله ی الکترود ها و نحوه ی وظیفه مند کردن آنها در ساخت لایه نازک بررسی و بهینه شده است.