عنوان
فعال‌سازي پارچۀ حلقوي پودي پنبه‌اي به روش فيزيكي و بررسي خواص آن
نويسنده اصلي
كله‌هويي، فرشيد
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي نساجي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
واژۀ كربن فعال به دسته‌اي از مواد كربني متخلخل پودري، گرانولي و اليافي شكل اطلاق مي‌شود كه داراي خصوصياتي مانند تخلخل و سطح ويژه بالا مي‌باشند. اين ساختارها با توجه به تقسيم بندي انجام شده توسط IUPAC داراي مناطق ميكرومتخلخل با قطر حفرات كمتر از 2 نانومتر، مناطق مزومتخلخل با قطر حفرات بين 2 تا 50 نانومتر و مناطق ماكرومتخلخل با قطر حفرات بالاتر از 50 نانومتر مي‌باشند. داشتن اين ويژگي‌ها باعث شده‌است كه اين ساختارها در كاربردهاي مختلف اعم از فيلتراسيون، جذب گازها و مايعات توجه محققين و صنعتگران را به خود جلب كنند. الياف كربن فعال تهيه شده از پيش‌ماده‌هاي گوناگون ليفي، نخي و پارچه‌اي شكل(بي بافت و بافته شده) از فرايند جذب-واجذب ديناميكي سريع‌تر برخوردار مي باشند. الياف طبيعي سلولزي مانند پنبه، كتان، ويسكوز، كنف و ديگر الياف مصنوعي نساجي مانند اكريليك مهم‌ترين پيش‌ماده‌هايي هستند كه جهت ساخت الياف و منسوجات كربن فعال مورد استفاده محققين قرار مي‌گيرند. فرايندهاي پايدارسازي، كربنيزاسيون و فعال‌سازي سه مرحلۀ اساسي مي‌باشند كه جهت توليد كربن فعال به كار برده مي‌شوند. فرايند كربنيزاسيون در حضور يك گاز خنثي مانند آرگون انجام مي‌شود اين در صورتي است كه از كربن دي‌اكسيد و بخار آب طي فرايند فعال‌سازي فيزيكي و از مواد شيميايي طي فرايند فعال‌سازي شيميايي به عنوان عامل‌هاي فعالساز استفاده مي‌شود.
در اين تحقيق از الياف پنبه به منظور تهيۀ منسوج حلقوي بافت و در نهايت تهيه منسوج كربن فعال با استفاده از روش فعال‌سازي فيزيكي استفاده شد. لازم به ذكر است كه تاكنون تحقيقي روي منسوج پنبه‌اي حلقوي بافت پودي جهت ساخت كربن فعال با استفاده از روش فيزيكي و عامل فعالساز بخار آب انجام نشده‌است. حفظ شدن بافت و انعطاف پذيري منسوجات كربن فعال توليدي از اهداف اين پروژه بود. در نهايت به منظور بررسي ساختار منسوجات كربن فعال مثل سطح ويژه، حجم كل منافذ، ميانگين اندازه حفرات، بررسي سطح الياف و سطح مقطع آنها و بررسي آناليز عنصري از آناليزهاي BET، XRD، SEM، FT-IR، رامان استفاده شد.
منسوجات كربن فعال توليد شده داراي سطح ويژه بين 512 تا 1436 مترمربع بر گرم بودند. نتايج به دست آمده حاكي از آن بود كه فرايند فعال‌سازي با استفاده از بخار آب در مقايسه با عامل فعالساز كربن دي‌اكسيد مؤثرتر بوده و كربن فعال‌هاي توليد شده از آنها داراي بيشترين سطح ويژه و ميانگين اندازه حفرات بالاتري مي‌باشند. لازم به ذكر است ميانگين اندازه حفرات به دست آمده از آناليزBET براي نمونه‌هاي كربن فعال بين 904/1 تا 834/2 نانومتر متغير بود. عامل فعالساز بخار آب، مناطق مزومتخلخلي را در مقايسه با ساختار ميكرومتخلخل ايجاد شده توسط عامل فعالساز كربن دي‌اكسيد توليد كرد. استحكام نهايي منسوجات كربن فعال از 111 نيوتن به 3/0 نيوتون كاهش پيدا كرد.
منسوجات كربن فعال توليد شده توسط عامل فعالساز كربن دي‌اكسيد در مقايسه با عامل فعالساز بخار آب داراي انسجام ساختاري و انعطاف‌پذيري بالاتر، كاهش قطر، كاهش جمع‌شدگي در راستاي ستون و رج كمتر بودند. منسوجات كربنيزه شده تحت گاز فعال كربن دي‌اكسيد در مقايسه با منسوجات كربنيزه شده تحت گاز خنثي آرگون از سطح ويژۀ بالاتري برخوردار بودند. افزايش اندازه لومن الياف پنبه بعد از فعال‌سازي قابل توجه بود. لازم به ذكر است كه به منظور بررسي قابليت جذب منسوجات كربن فعال در نهايت از رنگ متيلن بلو به عنوان مادۀ جذب شونده استفاده شد و مشخص گرديد كه از اين منسوجات كربن فعال مي‌توان به عنوان جاذب استفاده كرد.
شماره ركورد
211510
گرايش رشته تحصيلي
علوم الياف
دانشكده
مهندسي نساجي
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان
استاد مشاور
مهدي بازرگاني پور
استاد داور
فرزانه علي حسيني، كميل نصوري
استاد راهنما
حسين توانايي