تولید نانولوله‌های کربنی با خلوص بالا و هم جهت به روش پیرولیز در پژوهشگاه صنعت نفت

خانم دکتر زهرا صادقیان عضو هئیت علمی پژوهشگاه صنعت نفت، با استفاده از روش پیرولیز موفق به تهیه نانولوله‌های‌کربنی عمود بر پایه و هم جهت شده‌اند. از این نوع نانولوله‌های‌کربنی می‌توان در صنایع نانوالکترونیک، صنایع جداسازی و فیلتراسیون (برای جداسازی هیدروکربن‌ها و یون‌ها) و نیز به عنوان تقویت‌کننده در ساخت نانوکامپوزیتها استفاده نمود.

نانولوله‌های کربنی به سبب ابعاد نانومتری و انتخاب‌پذیری بالا گزینه بسیار مفیدی برای انجام فرآیند فیلتراسیون هستند. از آنجا که نانولوله‌های کربنی نسبت به سایر مواد، امکان عبور جریان بییشتری را فراهم می‌آورند، می‌توانند برای شیرین سازی آب، جداسازی یونها و هیدروکربن‌ها مورد استفاده قرار گیرند. انجام فرآیند فیلتراسیون با بهره‌گیری از نانولوله‌های کربنی با حدود ۱۰۰۰۰۰ برابر بهبود عملکرد مواجه می‌باشد زیرا در این حالت ضریب اصطکاک ماده‌ای که فیلتراسیون بر روی آن انجام می‌گردد، کاهش می‌یابد. هم جهت کردن نانولوله‌های کربنی پارامتر بسیار موثری در افزایش راندمان فرآیند فیلتراسیون است.

خانم دکتر زهرا صادقیان عضو هئیت علمی پژوهشگاه صنعت نفت، با استفاده از روش پیرولیز موفق به تهیه نانولوله‌های کربنی عمود بر پایه و هم جهت شده‌اند. از این نوع نانولوله‌های کربنی می‌توان در صنایع نانوالکترونیک، صنایع جداسازی و فیلتراسیون (برای جداسازی هیدروکربن‌ها و یون‌ها) و نیز به عنوان تقویت‌کننده در ساخت نانوکامپوزیت‌ها استفاده نمود.

دکتر صادقیان در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد، درباره نحوه انجام کار و نتایج حاصله اظهار داشتند: “هدف از هم‌ جهت‌سازی نانولوله‌های کربنی در این پژوهش، بهبود عملکرد آنها در فرآیند فیلتراسیون و جداسازی‌های غشائی است. خوراک مورد استفاده در فرآیند تولید مخلوطی از مایع هیدروکربنی و کاتالیست شناور مورد نیاز بود که توسط نازل در راکتوری کوارتزی پاشش گردید. پس از سنتز اولیه نانولوله‌ها، پارامترهای مختلف بهینه سازی در دو مرحله مورد ارزیابی قرار گرفتند. در مرحله اول پارامترهای بهینه‌سازی تولید مورد بررسی واقع شدند که از آن جمله می‌توان به ژئومتری راکتور و نازل، دمای پیش گرم، دمای رشد، سرعت جریان و فشار گاز حامل و میزان کاتالیست اشاره نمود. با بهینه‌سازی شرایط، موفق به تولید نانولوله کربنی چند‌دیواره با راندمان و خلوص بالا و قطر ۱۵ تا ۸۰ نانومتر گردیدیم.

در مرحله دوم شرایط بهینه عملیاتی هم جهت سازی نانولوله‌های عمود بر ساختار را بررسی نمودیم. با اعمال شرایط بهینه، با راندمان و خلوص بالا موفق به سنتز نانولوله‌هایی شدیم که مورفولوژی و ساختار آنها بسیار مطلوب بود. محصول به‌دست آمده در این پژوهش، از جهت خلوص و هم جهت‌سازی نانولوله‌ها، از کیفیت بالایی برخوردار است و با نمونه‌های خارجی قابل رقابت می‌باشد. از روش به کار رفته در این تحقیق میتوان برای تولید انبوه نانولوله‌های هم جهت عمود بر پایه‌ استفاده نمود”.

این پژوهش که از حمایت‌های تشویقی ستاد نیز بهره‌مند گردیده، در مجله Nanotechnology و در سال ۲۰۰۸ منتشر شده است.