SYNTHESIS OF MULTIWALL CARBON NANOTUBES FROM P-XYLENE AND FERROCENE BY USING VERTICAL CHEMICAL VAPOR DEPOSITION REACTOR FITTED WITH AN ULTRASONIC ATOMIZING HEAD. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.
|
PDF
g201206460.pdf Download (5MB) | Preview |
Arabic Abstract
إن طريقة ترسيب الأبخرة الكيميائية ومعاييرها تم التثبت من فاعليتها في انتاج الأنواع المتعددة من الأنابيب الكربونية المتناهية الصغر. في هذا البحث تم استخدام طريقة ترسيب الأبخرة الكيميائية في انتاج الأنابيب الكربونية المتناهية الصغر والمتعددة الطبقات وذلك لإنتاج بعض الجرامات من هذا المنتج عن طريق استخدام الأوتومايزر ذو الموجات فوق الصوتيه المحسن كجزء رئيسي في مفاعل ترسيب الأبخرة الكيميائية وذلك لتحسين توزيع التغذية القادمة الى المفاعل. في هذا المفاعل تم استخدام الفيروسين كمحفز للتفاعل وهذا المحفز سيكون ذائبا في الزايلين الذي بدوره يكون مصدر الكربون. أدى الإنحلال الحراري بالإضافة إلى وجود بعض الغازات مثل الغاز الناتج عن التفاعل و الهيدروجين و الأرغون والغاز الناقل إلى تكون الأنابيب الكربونية المتناهية الصغر بنجاح. تم دراسة كثير من العوامل التي ممكن أن تؤثر على إنتاجية الأنابيب المنتهية الصغر مثل تأثير الحرارة وتأثير التغير في معدل التغذية للمفاعل و معدل تدفق الغاز الناتج عن التفاعل و الوقت اللازم للتفاعل. أيضا تم تطعيم سطح الأنابيب الكربونية المتناهية الصغر بأكسيد الأمنيوم في نفس وعاء التفاعل وذلك عن طريق حقن الألمنيوم بروبوكسايد متزامنا مع التغذية الواردة الى المفاعل. في هذا البحث أيضا تمت معاينة الأنابيب الكربونية المتناهية الصغر المطعمة وغير المطعمة باستخدام عدة أجهزة وهي مجهر المسح الإلكتروني و تحليل التدهور الحراري و محلل مساحة السطح و تحليل التشتت الطيفي للأشعة إكس و اختبار حيود الأشعة السينية وأيضا باستداخم جهاز المسح الأكتروني المتناهي الأبعاد. بما في ذلك أيضا تم حساب الإنتاجية للعينات و الحرارة النوعية واللزوجة والمعامل الحراري الشامل بالإضافة إلى الموصلية الحرارية. وأخيرا تم استخدام الأنابي الكربونية المصنعة المطعمة وغير المطعمة في تطبيق إزالة المعادن الثقيلة من المياه الملوثة وتمت مقارنة النتائج للأنابيب الكربونية المصنعة بنتائج الأنابيب الكربونية المتناهية الصغر التجارية المطعمة وغير المطعمة أظهرت النتائج التم تم الحصول عليها ارتفاع في نسبة طول الأنبوب الى قطره حيق بلغت هذه النسبة ما قيمته 4000 – 12000 كما لوحظ ارتفاع في مساحة سطح الأنابيب والتي بلغت 820 م2/غم.
English Abstract
Chemical vapor deposition (CVD) method has proven its bench marks for the production of different types of carbon nanotubes. In this research CVD reactor is used to produce multiwall carbon nanotubes (MWCNTs) on multi-gram scale by using an improved ultrasonic atomizer as the CVD reactor head for evenly distribution of feed into the reactor. Ferrocene provides catalyst and it is dissolved into p-Xylene which is the carbon source. Pyrolysis of feed solution in the presence of reaction gas (RG), H2, and carrier gas (CG), Ar, resulted in successful production of MWCNTs. Effect of temperature, feed injection rate, RG flow rate, and reaction time have been investigated in this research. In situ impregnation of Al2O3 on MWCNT is also carried out by injecting aluminum isopropoxide along with feed solution. The synthesized MWCNT and impregnated multiwall carbon nanotubes (IM-CNT) is characterized by using SEM, TGA, TEM, EDX, BET and XRD. Also; yield, specific heat, viscosity, overall heat coefficient, thermal conductivity of specific samples are calculated. The results obtained indicated that high aspect ratio MWCNT was obtained ranging between 4000-12000. Also a high surface area of 820 m2/g was noted in case of IMCNT.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | Chemistry Environmental Engineering Chemical Engineering General Physics Mechanical |
| Department: | College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering |
| Committee Advisor: | Omar Malaibai, Zuhair |
| Committee Members: | Hossain, Mohammead Mozahar and Abussaud, Basim and Abdur Razzaq, Shaikh and Ali Atieh, Muataz |
| Depositing User: | FAHAD ALI RABBANI (g201206460) |
| Date Deposited: | 22 Feb 2016 12:01 |
| Last Modified: | 01 Nov 2019 16:31 |
| URI: | http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139768 |