Skip to main content
SUPERVISOR
Dariush Semnani,Parham Soltanimohammadi
داریوش سمنانی (استاد راهنما) پرهام سلطانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahtab Beigi
مهتاب بیگی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

producing activated carbon nanofibres containing graphene and investigation of Its structural and electrochemical properties
The current economy is dependent on fossil fuels, which have been seriously challenged by factors such as the growth in demand for oil, which leads to the depletion of non-renewable resources and the political dependence of oil-producing countries. The need to use alternative energy sources has led to the use of clean energies at a much higher level than at present. This justification is sufficient to increase investment in the exploration and exploitation of renewable resources around the world. High power demand requires high performance of rechargeable batteries. For this reason, human beings have begun to build rechargeable batteries. Since the anode plays a very important role in the overall performance of the battery, the anode of lithium ion batteries must have features such as low cost, high electrical conductivity, high energy density and long life cycle. Therefore, electrified nanofibers have been applied to the anode of lithium ion batteries due to their unique properties such as very high surface area to volume ratio, good flexibility, high porosity, thin film created and very low weight. . Today, anode materials are largely carbon-dependent, due to desirable characteristics such as excellent electronic conductivity, lithium ion mobility, availability and low cost. Activated carbon is obtained from pyrolysis of carbon material without the presence of air and its use as anode material due to its high adsorption capacity, high surface area and high porosity as well as low cost compared to other materials make it a unique material. Library studies have so far reported no production of graphene containing polyacrylonitrile nanofibers for precursor production of activated carbon nanofibers containing these particles. Given the specific properties of activated carbon nanofibers and their specific morphology, it can be concluded that the production and investigation of activated carbon nanofibers containing graphene nanoparticles can be of great importance. Polyacrylonitrile solution (10%) was prepared in dimethylformamide and graphene solvents with different percentages (compared to polyacrylonitrile) and electrified at 3 different feed rates and only 4 samples of nanofibers resulted in lower mean diameter and thus Higher specific levels were used to continue the research and perform activation. After activation, all four samples retained their nano-fiber form. FESEM images of polyacrylonitrile nanofibers and BET results showed that after activation of activated carbon nanofibers they showed high surface area and high porosity. By examining the X-ray diffraction patterns of the samples, no significant changes were observed in the crystallinity of polyacrylonitrile nanofibers containing graphene particles after activation. Comparison of FTIR spectra of graphene-containing polyacrylonitrile nanofibers did not show a new reaction or interaction in the nanofibers under the influence of activation on the activated carbon nanofibers containing the said particles. The results of this study can be used in the manufacture of anode lithium ion batteries.
اقتصاد حال حاضر وابسته به سوخت های فسیلی است که به طور جدی توسط پاره ای از عوامل مثل رشد تقاضا برای نفت، که به تخلیه منابع تجدید ناپذیر و وابستگی سیاسی کشورهای تولیدکننده نفت می انجامد، به چالش کشیده شده است. ضرورت استفاده از منابع جایگزین انرژی، باعث استفاده از انژی های پاک در یک سطح بسیار بالاتر از حال حاضر شده است. این توجیه برای افزایش سرمایه گذاری به منظور اکتشاف و بهره برداری از منابع تجدیدپذیر در سراسر جهان،کافی است. تقاضای زیاد انرژی، بشر را به سمت ساخت باتری های قابل شارژ سوق داده است. از آن جا که آند نقش بسیار مهمی را در عملکرد کل باتری ایفا می کند، آند باتری های یون لیتیوم باید ویژگی هایی از قبیل هزینه پایین، هدایت الکتریکی بالا، چگالی انرژی بالا و چرخه عمر طولانی دارا باشد. از این رو نانو الیاف الکتروریسی شده به دلیل خواص منحصر به فرد از قبیل نسبت سطح به حجم بسیار بالا، انعطاف پذیری مناسب، تخلخل بالا، نازکی لایه ایجاد شده و وزن بسیار اندک، جهت آند باتری های یون لیتیوم به کار گرفته شده است. امروزه مواد آند عمدتا وابسته به کربن است و آن هم به دلیل ویژگی های مطلوب از قبیل هدایت الکترونیکی عالی، ساختار مناسب برای حرکت یون لیتیوم، در دسترس بودن و هزینه کم می باشد. کربن فعال از پیرولیز مواد کربنی، بدون حضور هوا حاصل می شود و استفاده از آن به عنوان مواد آند به دلیل ظرفیت جذب بالا، سطح مخصوص و تخلخل بسیار بالا و هم چنین قیمت پایین در مقایسه با سایر مواد، آن را بهماده منحصر به فردی تبدیل کرده است. در مطالعات کتابخانه ای تا به حال گزارشی مبنی بر تولید نانو الیاف پلی اکریلونیتریل حاوی گرافن به منظور پیش ماده برای تولید نانوالیاف کربن فعال حاوی این ذرات مشاهده نشده است. با توجه به خواص ویژ? نانو الیاف کربن فعال و مورفولوژی ویژ? آن ها، می توان بیان کرد که تولید و بررسی نانوالیاف کربن فعال حاوی نانو ذرات گرافن می تواند از اهمیت بالایی برخوردار باشد. محلول (10 درصد) پلی اکریلونیتریل در حلال دی متیل فرمامید و گرافن با درصدهای گوناگون(نسبت به پلی اکریلونیتریل) تهیه شدند و با 3 نرخ تغذیه متفاوت الکتروریسی شدند و تنها 4 نمونه از نانوالیاف حاصل به سبب میانگین قطری کمتر و در نتیجه سطح مخصوص بالاتر برای ادام? پژوهش و انجام فعال سازی مورد استفاده قرار گرفتند. پس از فعال سازی، هر 4 نمونه حاصل فرم نانو لیفی خود را حفظ کردند. تصاویر FESEM نمونه نانو الیاف پلی اکریلونیتریل و نتایج BET نشان داد که پس از فعال سازی نانوالیاف کربن فعال حاصل سطح مخصوص و تخلخل بالایی را از خود نشان داده اند. با بررسی الگوهای پراش پرتو ایکس گرفته شده از نمونه ها، تغییرات محسوسی در بلورینگی نانو الیاف پلی اکریلونیتریل حاوی ذرات گرافن پس از فعال سازی مشاهده نگردید. مقایس? طیف های FTIR نانو الیاف پلی اکریلونیتریل حاوی گرافن ، واکنش یا برهمکنش جدیدی در نانو الیاف را تحت تأثیر فعال سازی در نانو الیاف کربن فعال حاوی ذرات مذکور نشان نداد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی