Skip to main content
SUPERVISOR
حسین توانایی (استاد راهنما) مهدی بازرگانی پور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Elahe sadat Kadkhodaei
الهه السادات کدخدائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1397

TITLE

Activation of functionalized graphene oxide incorporated poly(acrylonitrile) nanofibers
Graphene (a carbon allotrope) is a single graphite sheet consisting of carbon atoms with sp2 in a hexagonal form. Graphene oxide is in fact functionalized graphene with oxygen carrying groups like epoxy and hydroxyl. Graphene oxide and graphene are used due to their unique properties such as electrical conductivity, thermal conductivity as well as high mechanical strength in various fields including electronics, fabrication of supercapacitors and chemical gas sensors. In comparison to graphene, graphene oxide has a better disperse ability in solvents and matrices. Literature review shows that graphene and graphene oxide incorporated nanocomposite nanofibers have gained importance. However, most of the researches carried out in nanocomposites containing graphene and graphene oxides have been limited to films as the matrix. The present research aim at investigating nanofibers as the matrix. In this research, graphene oxide particles were synthesized according to Hummer’s method. Some of the graphene oxide was functionalized with chlorosulphonic acid. Poly(acrylonitrile) solutions (10% w/v) containing different amounts of graphene oxide and functionalized graphene oxide were electrospun. The electrospun nanofibers were then activated by heat treatment. The activated nanofibers were compared with the samples before activation. A sample of activated nanofibers containing graphene oxide was functionalized. FESEM, FTIR, Raman, XRD and EDX as well as specific surface area measurement were employed in the following investigations. It was found that, the nanofibers containing graphene oxide lose their fiber form upon activation and the nanofibrous webs find a network structure. However, the samples with functionalized graphene oxide still show some fiber form. XRD analysis showed that incorporating graphene and graphene oxide does not lead to a considerable structural change in the microstructure of the nanofibers. FTIR proved the existence of graphene oxide and functionalized (chlorosulphonic acid) graphene oxide in nanofibers. Raman analysis showed that higher amounts of graphene oxide leads to lower amounts of defects in the activated composite nanofibers. BET analysis confirmed that carbon nanofibers containing graphene oxide and functionalized graphene oxide have a high specific surface area.
گرافن ) آلوتروپی از کربن ( تک صفحهای از گرافیت حاوی اتمهای کربن دارای هیبریداسیون sp2 با شبکههای شش ضلعی است. اکسید گرافن در حقیقت گرافن عاملدارشده با گروههای اکسیژندار مانند هیدروکسیل و اپوکسی است. اکسید گرافن و گرافن به واسطه خصوصیات منحصر به فرد مانند رسانایی الکتریکی، رسانایی گرمایی و همچنین استحکام مکانیکی بالا در زمینههای مختلف از جمله در وسایل الکترونیکی ، ساخت ابر خازنها و حسگرهای شیمیایی گازی به کار برده میشوند. اکسید گرافن در مقایسه با گرافن دارای پراکندگی بهتر در حلالها و ماتریسهای مختلف می باشد. مطالعات کتابخانهای نشان میدهد که با توجه به خصوصیات منحصر به فرد گرافن و اکسید گرافن، نانو کامپوزیتهای لیفی حاوی گرافن و اکسید گرافن اهمیت زیادی را کسب نمودهاند. نظر به اینکه پژوهشهای صورت گرفته در زمینه کامپوزیتهای حاوی گرافن و اکسید گرافن بیشتر در زمینه فیلم به عنوان بستر بوده است، در این پژوهش بستر نانولیفی برای اکسید گرافن مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، ابتدا ذرات اکسید گرافن به روش هامرز سنتز شده و بخشی از آن توسط کلروسولفونیک اسید عاملدار شد. پس از تهیه محلول های الکتروریسی حاوی 10 درصد )وزنی- حجمی( پلیاکریلونیتریل و درصدهای مختلف اکسید گرافن و اکسید گرافن عاملدارشده با کلروسولفونیک اسید، الکتروریسی انجام شد. در نهایت نانوالیاف حاوی اکسید گرافن عاملدار توسط عملیات گرمایی به کربن فعال تبدیل شده و با نانوالیاف کربن فعال حاوی اکسید گرافن مقایسه شدند. همچنین یک نمونه از نانوالیاف کربن فعال حاوی اکسید گرافن پس از فعالسازی، توسط کلروسولفونیک اسید عاملدار شد. نانوالیاف نهایی با آنالیزهای FESEM ، EDX ، Raman ، FTIR ، XRD و BET مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. از مقایسه تصاویر FESEM نانوالیاف نتیجه گرفته شد که بعد از فعال سازی نانوالیاف کربن فعال که حاوی اکسید گرفن نیستند فرم لیفی خود را حفظ میکنند و به طور کلی یک شبکه ساختاری شکل میگیرد. از مقایسه نانوالیاف حاوی اکسید گرافن و اکسید گرافن عاملدارشده نتیجه شد که نانوالیاف حاوی اکسید گرافن عاملدار بعد از فعالسازی ساختار لیفی خود را بیشتر حفظ میکنند. بررسیهای XRD نشان داد که افزودن اکسید گرافن و اکسید گرافن عاملدارشده تاثیر محسوسی بر ریزساختار نانوالیاف قبل از فعالسازی ندارد در حالی که بعد از فعالسازی منجر به شکل گیری ریزبلورها میشود. آنالیز FTIR حضور اکسید گرافن و اکسید گرافن عاملدارشده دارای گروههای عاملی سولفونه را ثابت کرد. آنالیز رامان نشان داد که که با افزایش درصد اکسید گرافن در نانوالیاف کربن فعال، نقصهای ساختاری این نانوالیاف کاهش مییابد. آنالیز BET تولید نانوالیاف کربن حاوی اکسید گرافن و اکسید گرافن عاملدارشده با سطح ویژه بالا را تایید کرد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی