ساخت نانوالیاف مرکب و پیوسته سرامیکی با روش الکتروریسی

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

2 گروه مهندسی نساجی و مواذ، دنشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

چکیده

در این پژوهش نانوالیاف کامپوزیت سرامیکی مس اکسید و آلومینا به روش الکتروریسی و با استفاده از پلیمر پلی­اکریل نیتریل، حلال دی متیل فرم آمید و پیش ماده­ های آلومینیوم استات، مس استات و نانو ذره­های آلومینیوم هیدروکسید (بوهمیت) ساخته شدند، نانوالیاف سرامیکی با قطر میانگین 90 نانومتر و تخلخل سطحی بالا پس از طی مراحله ­هایی در دمای °C 600 کلسینه شدند. در این کار از پیش ماده­ های بوهمیت به عنوان پیش ­ماده آلی آلومینیومی استفاده شده است. نانوالیاف سرامیکی اکسید فلزهای گفته شده افزون بر داشتن ویژگی­های نانو ساختارها مانند سطح ویژه بالا، از ویژگی­ های ساختارهای سرامیکی چون مقاومت شیمیایی و گرمایی بالا نیز سود می­ برند که این ویژگی­ ها دامنه کاربر آن را افزایش می­ دهد. برای بررسی ویژگی­های این نانوساختار سرامیکی تهیه تصویرهای میکروسکوپ نوری، آنالیزهای XRD، FTIR، FESEMنیز انجام گرفت که تأیید شده پیوستگی بافت نانوالیاف پیش و پس از گرمادهی، وجود تخلخل بر سطح نانو الیاف سرامیکی و تشکیل فازهای آلومینا، مس اکسید و فاز ترکیبی از آن­ها می­ باشند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Aghayana M., Hussainova I., Gasik M., Kutuzov M., Friman M.,Coupled Thermal Analysis of Novel Alumina Nanofibers Withultrahigh Aspect Rati, Thermochimica Acta, 547: 140-144 (2013).

[2] Lin D., Wu H., Pan W., Photo switches and Memories Assembled by Electrospinning. Advanced Materials, 22(19): 3968-3972 (2007).

[3] Dabirian F., Hosseini Ravandi S.A., Pishevar A.R., The Effects of Operating Parameters on the Fabrication of Polyacrylonitrile, Fibers and Polymers, 9(14): 1497-1504 (2013).

[4] Mahapatra A., Mishra B.G., Hota G., Synthesis of Ultra-Fine a-Al2O3 Fibers via Electrospinning Method, Ceramics International, 7(37): 2329-2333 (2011).

[5]Amalorpava Mary L., Senthilram T., Suganya S., Nagarajan L., VenugopalJ., Centrifugal Spun Ultrafine Fibrous Web as a Potential Drug, eXPRESS Polymer Letters, 3(7): 238-248 (2013).

[6] Huanga M., Zhangb Y.Z., Kotakic M., Ramakrishna S., A Review on Polymer Nanofibers by Electrospinning and Their Applications in Nanocomposites, Composites Science and Technology, 63(15): 2223-2253 (2003).

[7]Aghayan M., Gasik M., Hussainova I., Rubio-Marcos F., Thermal and Microstructural Analysis of Doped Alumina Nanofibers, Thermochimica Acta, (602): 43-48 (2015).

[8] عباسیان, میرمحمد، "مبانی شیمی فیزیک مواد کانی غیر فلزی: تهیه و تولید سرامیک­ها ـ مواد نسوز ـ شیشه ـ گچ ـ آهک”، مشهد: انتشارات جاودان خرد, (1384).

[9] Daia Y., Liub W., Formoa E., Sunc Y., Xia Y., Ceramic Nanofibers Fabricated by Electrospinning and Their Applications in Catalysis, Environmental Science, and Energy Technology, Polymers for Advanced Technologies, 3(22): 326-338 (2010).

[10] WU H., PAN W., LIN D., LI H., Electrospinning of Ceramic Nanofibers: Fabrication, Assembly and Applications, Journal of Advanced Ceramics, 1(1): 2-23 (2012).

[11] Ramaseshan R., Sundarrajan S., Jose R., Ramakrishna S., Nanostructured Ceramics by Electrospinning, Journal of Applied Physics, 11(102): 111101. (2007).

[12]Sahay R., Suresh Kumar P., Aravindan V., Sundaramurthy J., Chui Ling W., Mhaisalkar S.G., Ramakrishna S., Madhavi S., High Aspect Ratio Electrospun CuO Nanofibers as Anode Material for Lithium-Ion Batteries with Superior Cycleability, The Journal of Physical Chemistry C, 116(34): 18087j18092 (2012).

[13] Panda P.K., Ceramic Nanofibers by Electrospining Technique-A Review, Transactions of the Indian Ceramic Society, 2(48): 65-76 (2007).

[14] Sureshkumar G., Vijayakuma N.S., Rathnakumarib M., Synthesis, Dielectric, AC Conductivity and Non-Linear Optical Studies of Electrospun Copper Oxide Nanofibers, Archives of Applied Science Research, 3(5): 514-519 (2011).

[15]Sharma S., Rani R., Rai R., Natarajan T.S.,Synthesis and Characterization of CuO Electrospum Nanofiber Using Poly(vinyl acetate)/Cu(CH3COO)2 Annealing Method, Advanced Materials Letters, 10(4) : 749-752 (2013).

[16] Seeram Ramakrishna, Kazutoshi Fujihara, Wee-Eong Teo, Teik-Cheng Lim, Zuwei Ma.,An Introduction to Electrospining and Nanofibers”, FRONT MATTER, Singapore, (2005).

[17].Amalorpava Mary L., Senthilram T., Suganya S., Nagarajan  L., Venugopal J., Ramakrishna S, Giri Dev, V.R. Centrifugal Spun Ultrafine Fibrous Web as a Potential Drug Delivery Vehicle, eXPRESS Polymer Letters, 3(7): 238-248 (2012).

[18] Badrossamay M.R., McIlwee H.A., Goss J.A., Parker K.K.,Nanofiber Assembly by Rotary Jet Spinning, Nano Letter, 10(6): 2257–2261(2010).

[19] Ksapabutr B., Panapoy M., “Fabrication of Ceramic Nanofibers Using Atrane Precursor”,Intech (2010).

[20] Dai Y., Liu W., Formo E., Sun Y., Xia Y., Ceramic Nanofibers Fabricated by Electrospinning and Their Applications in Catalysis, Environmental Science, and Energy Technology, Polymer Advanced Technology, 3(22):326–338 (2010).

[21] Sun B., Long Y.Z., Zhang H.D., Li M.M., Duvaile J.L., Jiang X.Y., Yin H.L.,Advances in Three-Dimensional Nanofibrous Macrostructures via Electrospinning, Progress in Polymer Science, 5(39): 862–890 (2013).

[22] Kaewsaenee J., Visal-athaphand P., Supaphol P., Pavarajarn V., Fabrication and Characterization of Neat and Aluminium-Doped Titanium (IV) Oxide Fibers Prepared by Combined Sol-Gel and Electrospinning Techniques, Ceramics International, 36(7): 2055-2061 (2010).

[23] Ramakrishna S., Panda P.K., Electrospinning of Alumina Nanofibers Using Different Precursors, Journal of Materials Science, 6(42): 2189-2193(2007).

[24] Yu H., Guo J., Zhu S., Li Y., Zhang Q., Zhu M., Preparation of Continuous Alumina Nanofibers via Electrospinning of PAN/DMF Solution, Materials Letters, 74: 247-249(2012).

[25] Guan H., Shao C., Chen B., Gong J., Yang X., A Novel Method for Making CuO Superfine Fibres via an Electrospinning Technique, Inorganic Chemistry Communications, 11(6): 1409-1411 (2003).

[26] Guan H., Shao C., Chen B., Gong J., Yang X., A Novel Method for Making CuO Superfine Fibres via an Electrospinning Technique, Inorganic Chemistry Communications, 6: 1409-1411 (2003).

[27] رحمانی، اکرم؛ زوار موسوی، سید حسن؛ فضلی، مصطفی ؛ حذف کادمیم از محلولهای آبی توسط آلومینای نانوساختار، آب و فاضلاب، (22)4: 9 تا 20 (1390).

[28] Kim J.H., Yoo S.J., Kwak D.H., Jung H.J., Kim T.Y., Park K.H., Lee J.W., Characterization and Application of Electrospun Alumina Nanofibers, Nanoscale Research Letters, 9(1): 44-49 (2014).

[29] Rajabi L., Derakhshan A.A., Room Temperature Synthesis of Boehmite and Crystallization of Nnoparticles: Effect of Concentration and Ultrasound, Science of Advanced Materials, 2(2): 163-172 (2010).

[30]شهیدیان، زهرا؛ پاپن، آزاده ؛بررسی تاثیر پارامتر pH  بر فرایند تهیه کاتالیست CoMo/Alumina بر پایه  گاما آلومینای اکسترود از بوهمیت، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (4)33 : 53 تا 60 (1393).