رایش نانولوله کربنی چند دیواره با نانوذرات TiO2و بررسی پایداری سوسپانسیون بدست آمده

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد.

2 استاد، گروه مهندسی متالورژی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد.

3 - استاد، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد.

چکیده

 هدف این پژوهش, آرایش نانولوله کربنی با نانوذرات TiO2 با استفاده از روش شیمی تر و بررسی پایداری نانوسیال ناشی از
نانوذرات 4 TiO2 آن میباشد. بدین منظور، از نانولولههای کربنی چنددیواره و تتراکلرید تیتانیوم (TiCl4) به عنوان پیشساز
استفاده گردید. ارزیابی میکروسکوپ الکترونی عبوری جهت اطمینان از آرایش نانولوله با نانوذرات TiO2 انجام گرفت. تاثیر
عملیات اسید شویی و آرایش بر ساختار نانولوله نیز با کمک طیف سنجی رامان بررسی گردید. با کمک پتانسیل زتا پایداری
سوسپانسیون حاوی نانولوله کربنی خام, اسید شویی شده با و بدون حضور نانوذرات مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی
میکروسکوپی بیانگر اتصال نانوذرات TiO2 روی سطح خارجی نانولوله میباشد. طیف سنجی رامان نیز نشان دهنده افزایش
میزان عیوب ایجاد شده در ساختار نانولوله اسیدشویی و آرایش یافته با نانوذرات TiO2 میباشد. پایداری سوسپانسیون حاوی
نانوذرات TiO2، نانولولههای خام، اسیدشویی و آرایش یافته با نانوذرات TiO2 نیز با اندازهگیری مقدار پتانسیل زتا مورد
بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که انجام فرایند اسیدشویی و اتصال نانوذرات جهت افزایش مقدار پایداری سیال مفید
است. 

کلیدواژه‌ها


1- G. Xu, B. Zhu, Y. Han, and Z. Bo,"Covalent functionalization of multi-walled
carbon nanotube surfaces by conjugatedpolyfluorene," Polymer, vol. 48, pp. 7510-
7515, 2007.
2- M. V. Naseh, A. A. Khodadadi, Y.Mortazavi, O. A. Sahraei, F. Pourfayaz, and S.
M. Sedghi, "Functionalization of CarbonNanotubes Using Nitric Acid Oxidation and
DBD Plasma," World Academy of Science,Engineering and Technology, vol. 49, 2009.
3- J. Cho, S. Schaab, J. A. Roether, and A. R.Boccaccini, "Nanostructured carbon
nanotube/TiO2 composite coatings usingelectrophoretic deposition (EPD)," Nanopart
Res, vol. 10, pp. 99–105, 2008.
4- A. Ellis, K. Vijayamohanan, R. Goswami,N. Chakrapani, L. amanathan, and P. Ajayan,
"Hydrophobic anchoring ofmonolayerprotected gold nanoclusters to
carbon nanotubes," Nano Lett, vol. 3, pp. 279–282, 2003.
5- L. C. Jiang and W. D. Zhang,"Electrodeposition of TiO2 Nanoparticles on
Multiwalled Carbon Nanotube Arrays forHydrogen Peroxide Sensing," Electroanalysis,vol. 21, pp. 988 – 993, 200. ٩
6- B. R. Huang, T. C. Lin, Y. K. Yang, and S.D. Tzeng, "The stability of the CNT/Ni field
emission cathode fabricated by the compositeplating method," Diamond & Related
Materials, vol. 19, pp. 158–161, 2010.
7- K. Y. Lee, M. Kim, J. Hahn, J. S. Suh ,I.Lee, K. Kim, and S. W. Han, "Assembly of
Metal Nanoparticle-Carbon NanotubeComposite Materials at the Liquid/Liquid
Interface," Langmuir, vol. 22, pp. 1817-1821,2006.
8- C. Cui, H. Liu, Y. Li, J. Sun, R. Wang, S.Liu, and L. Greer, "Fabrication and
biocompatibility of nano-TiO2/titanium alloysbiomaterials," Mater Lett, vol. 59, pp. 3144–
3148, 2005.
9- K. Hashimoto and I. H. Fujishima, "TiO2photocatalysis: A historical overview and
future prospects," Appl Phys Part 1–Regul PapBrief Commun Rev Pap vol. 44, pp. 8285–
8269, 2005. 
10- A. Jitianu, T. Cacciaguerra, S. Benoit, S.Delpeux, F. Beguin, and S. Bonnamy,
"Synthesis and characterization of carbonnanotubes-TiO2 nanocomposites," Carbon,
vol. 42, pp. 1147–1151, 2004.
11- M. I. Chen, F. J. Zhang, and W. C. Oh,"Synthesis, characterization, and
photocatalytic analysis of CNT/TiO2composites derived from MWCNTs and
titanium sources," NEW CARBONMATERIALS vol. 42, pp. 159–166, 2009.
12- N. Bouazza, M. Ouzzine, M. A. L.-R.denas, D. Eder, and A .Linares-Solano, "TiO2
nanotubes and CNT–TiO2 hybrid materials forthe photocatalytic oxidation of propene at low
concentration," Applied Catalysis B:Environmental, vol. 92, pp. 377–383, 2009.
13- Q. Huang and L. G, Mater. Chem, vol. 13,p. 1517, 2003.
14- S. W. Kim, T. Kim, Y. S. Kim, H. S. Choi,H. J. Lim, S. J. Yang, and C. R. Park, "Surface
modifications for the effective dispersion ofcarbon nanotubes in solvents and polymers,"
Carbon, vol. 50, pp. 3-33, 2012.
15- Y. C. Chiang, W. H. Lin, and Y. C .Chang,"The influence of treatment duration on multiwalled
carbon nanotubes functionalized byH2SO4/HNO3 oxidation," Applied Surface
Science, vol. 257, pp. 2401–2410, 2011.
16- C. Y. Hu, F. Y. Li, L. HU, and R. B.Zhang, "A study concerning the pretreatment
of CNTs and its influence on the performanceof NiB/CNTs amorphous catalyst," Serb.
Chem. Soc, vol. 71, pp. 1153–1160, 2006.
17- W. Huang, Y. Wang, G. Luo, and F. Wei,"99.9% purity multi-walled carbon nanotubes
by vacuum high-temperature annealing,"Carbon, vol. 41, pp. 2585-2590, 2003.
18- P. Dubey, S. ash, and R. M. a.S.Sarkar,
"Synthesis and characterization of watersolublecarbon nanotubes from mustard soot,"
Indian Academy of Sciences, vol. 65, pp. 681-697, 2005.
19- R. Tian, X. W, M. Li ,H. Hu, R. Chen, F.Liu, H. Zheng, and L. Wan, "An efficient route
to functionalize singe-walled carbon nanotubesusing alcohols," Applied Surface Science, vol.
255, pp. 3294–3299, 2008.
20- S. K. Yadav, S. R. Madeshwaran, and J.W. Cho, "Synthesis of a hybrid assembly
composed of titanium dioxide nanoparticlesand thin multi-walled carbon nanotubes using
click chemistry," Colloid and InterfaceScience, 2011.
21- T. Imae and S. Ikeda, "The pH dependenceof dispersion of TiO2 particles in aqueous
surfactant solutions," Colloid Polym. Sci, vol.269, pp. 43–48, 1991.
22- N. Mandzy and T. Druffel, "Breakage ofTiO2 agglomerates in electrostatically
stabilized aqueous dispersions," PowderTechnol, vol. 160, pp. 121–126, 2005.
23- C. Hai, H. Watanabe, F. Wang, T. Shirai,and M. Takahashi, "Evaluation of surfactantfree
stabilized vapor grown carbon fibers withzeta potential and Raman spectroscopy,"
Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng.Aspects, vol. 381, pp. 70-73, 2011.
24- D. L. Liao and B. Q. Liao , " Zeta potentialof shape-controlled TiO2 nanoparticles with
surfactants," Colloids and Surfaces A:Physicochem. Eng. Aspects, vol. 348, pp. 270–
275, 2009.
25- Z. Talaei, A. R. Mahjoub, A. M. Rashidi,A. Amrollahi, and M. E. Meibodi, "The effect
of functionalized group concentration on thestability and thermal conductivity of carbon
nanotube fluid as heat transfer media,"International Communications in Heat andMass Transfer, 2011.
26- H. Hu, A. Yu, E. Kim, B. Zhao, M. E.Itkis, E. Bekyarova, and R .C. Haddon,
"Influence of the Zeta Potential on theDispersability and Purification of SingleWalled
Carbon Nanotubes " Phys. Chem. Bvol. 109, pp. 11520-11524, 2005.
27- L. Chen, H. Xie, Y. Li, and W. Yu,"Applications of cationic gemini surfactant in
preparing multi-walled carbon nanotubecontained nanofluids," Colloids and Surfaces
A: Physicochem. Eng. Aspects, vol. 330, pp.176–179, 2008.