سنتز و بررسي رفتار ممبران هاي كامپوزيتي فروالكتريك - نانولوله كربني جهت يون زدايي خازني آب

كارشناسي ارشد

چكيده روش يون زدايي خازني فرآيندي بسيار موثر در تهيه آب سالم با قابليت ذخيره سازي انرژي و بازده بالا است. در اين پژوهش، كامپوزيت نانولوله كربني- فروالكتريك تيتانات باريم به عنوان الكترود سيستم يون زدايي خازني مورد بررسي قرار گرفت. ابتدا ذرات فروالكتريك تيتانات باريم به روش سل-ژل اصلاح شده با هيدروترمال در دماي 120˚C به مدت 6 ساعت، سنتز شد و بررسي فازي با الگوي پراش پرتو ايكس(XRD) تك فاز بودن تيتانات باريم را نشان داد. سپس نانولوله كربني اسيدشويي و عامل دار شد. گروه هاي سطحي به وسيله آناليز طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR)بررسي شد. پس از آن كامپوزيت نانولوله كربني- تيتانات باريم با 1،5،10،20 و5/0 درصد وزني تيتانات باريم تهيه شد. ريزساختار الكترود تهيه شده به وسيله ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني(FESEM) مورد بررسي قرار گرفت. تعيين خواص الكتروشيميايي الكترودهاي ساخته شده از كامپوزيت ها به وسيله طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي(EIS) و ولتامتر چرخه اي(CV) انجام شد. ظرفيت خازني ويژه الكترود نانو لوله كربني، 38F/g محاسبه شد. با حضور تيتانات باريم از 5/0تا 20 درصد وزني در كامپوزيت، ظرفيت خازني نسبت به نانولوله كربني خالص افزايش يافته و در مقدار 1 درصد تيتانات باريم به بيشترين مقدار خود برابر 46F/g رسيد كه افزايش تقريباً 18 درصدي را نشان داده است همچنين امپدانس الكتريكي نانو لوله كربني حدود 1/7Ω است كه با افزودن 5/0 درصد وزني تيتانات باريم به 0/6Ω كاهش يافت. با كاهش نرخ روبش پتانسيل از 05/0 تاv/s 01/0 ظرفيت خازني ويژه الكترود 50 درصد و با افزايش غلظت الكتروليت از 5/0 مولار NaCl به 1 مولار، ظرفيت خازني 64 درصد افزايش يافت همچنين افزايش تعداد چرخه ها و تغيير الكتروليت از NaCl به KCl تغيير محسوسي در ظرفيت خازني ويژه الكترود ايجاد نكرد. واژه هاي كليدي: يون زدايي خازني، تيتانات باريم، سل-ژل اصلاح شده با هيدروترمال، نانولوله كربني، خواص الكتروشيميايي.

188415

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر حسين سرپولكي

سراميك

دكتر علي بيت الهي - دكتر سيد محمد ميركاظمي