عامل دار کردن نانولوله های کربنی چنددیواره با دی آمین به منظور افزایش جذب کربن دی اکسید

هدف از این پژوهش، اصلاح نانولوله‏ های کربنی چنددیواره به منظور افزایش ظرفیت جذب کربن دی ‏اکسید می‏ باشد. برای دستیابی به این هدف، نانولوله های کربنی چند دیواره خام طی یک فرایند دو مرحله ای، عامل دار شدند. در گام اول نانوله های کربنی چند دیواره اولیه با استفاده از سولفوریک اسید و نیتریک اسید، اکسید شدند. در گام دوم  به منظور بهبود عملکرد نانولوله های کربنی چنددیواره در جذب گاز کربن دی اکسید، نانولوله های کربنی چند دیواره اکسید شده، توسط محلول 1و3-دی آمینو پروپان عامل دار شدند. مشخصه ها و ویژگی ‏های نانولوله های کربنی چند دیواره اصلاح شده، با به کارگیری آنالیزهای طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ(ft-ir) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و آنالیز جذب و واجذب نیتروژن مورد مطالعه قرار گرفتند. میزان جذب کربن دی اکسید در بازه ی دمایی k 303-323 و تا فشار bar 17.3 با استفاده  از روش حجم سنجی اندازه گیری شد. در دمای k 303 و فشار bar 17.3 نانولوله ی کربنی چند دیواره اصلاح شده با آمین، mg/g 92.71 کربن دی اکسید را جذب کرد، در حالی که میزان جذب کربن دی اکسید نانولوله ی کربنی خام در همین شرایط، تنها mg/g 48.49 بود. این نتیجه ها نشان داد گروه های آمینی که در زمان فرایند عامل دار کردن، بر روی سطح های کربنی متصل شده اند، سبب ایجاد سایت های جذب کربن دی اکسید بر روی سطح های نانولوله های کربنی چند دیواره می شوند که این سبب افزایش ظرفیت جذب کربن دی اکسید در نانولوله های کربنی چنددیواره شد.

functionalization of multi-walled carbon nanotubes by diamine precursor to increase co2 adsorption

this research aims to modify multi-walled carbon nanotubes to increase the carbon dioxide adsorption capacity. to achieve this goal, pristine multi-walled carbon nanotubes were functionalized in a two-step process. in the first step, oxidized mwcnts were prepared by pre-treatment of mwcnts with sulfuric acid and nitric acid. in the second step, to improve the performance of multi-walled carbon nanotubes in carbon dioxide adsorption, oxidized mwcnts were functionalized with 1,3-diaminopropane (dap) solution. the characteristics of the functionalized mwcnts were studied by fourier transform infrared (ft-ir) spectroscopy, scanning electron microscopy (sem), and nitrogen adsorption-desorption analysis the co2 adsorption capacity was measured at the temperature range of 303-323 k and pressures up to 17.3 bar using the volumetric method. results showed that 92.71 mg/g of co2 were captured by amine-functionalized mwcnts at 303 k and 17.3 bar, while the adsorption capacity of the raw mwcnts was only 48.49 mg/g under the same conditions. this result suggested that amine groups were attached to carbon surfaces in the impregnation process, making co2 affinity sites on mwcnt surfaces which increased the adsorption capacity of mwcnts.