توليد الياف كامپوزيتي نيكل/كربن متخلخل از ته سيگار براي كاربرد جذب امواج ماكروويو در فركانس‌هاي بالا

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

يكي از نگراني¬هاي اصلي براي كاهش آلودگي محيط¬زيست در سراسر جهان، بازيافت ته سيگار استفاده شده به شمار مي¬رود. همچنين مواد مركب شامل كربن/ فلزات مغناطيسي با ساختارهاي متخلخل توجه تحقيقات زيادي را به خود جلب كرده اند.اين مواد براي توليد مواد جاذب امواج مايكروويو (MAMs) با وزن پايين، مورد توجه قرار گرفته اند. در پژوهش حاضر از ته سيگارهاي استفاده شده براي توليد الياف كربن فعال (ACFs) با مناطق متخلخل مزو و ميكرو استفاده‌شده است. بدين منظور توليد ACFs با استفاده ازفعال ساز هيدروكسيد سديم (NaOH) و طي فرآيند هم‌زمان تك‌مرحله‌اي كربنيزاسيون/ فعال‌سازي ،كنترل‌شده است. ازاين‌روي تعدادي از عوامل حائز اهميت ازجمله تأثير غلظت NaOH (10، 50 و g/L 100) و نرخ فعال¬سازي (2، 6 و °C/min10) بر ساختار سطحي، ريزساختار، سطح مخصوص و حجم ميكرو/مزو متخلخل ACFs توليدشده موردبررسي قرار گرفتند.آغشته سازي فيلترهاي سيگار استفاده شده با NaOH نه‌تنها پايداري گرمايي و بازده كربني بالاتر، بلكه سطح مخصوص ACFs را نيز افزايش مي¬دهد. ساختار سطحي و ريزساختار ACFs توليدشده نشان‌دهنده عيوب صفحات كربني بازال است. نقاط متخلخل بر روي سطوح نمونه با فرآيند كربنيزاسيون/ فعال‌سازي يك مرحله‌اي تشكيل مي‌شوند. همچنين ACFs با ساختار غالب ميكرو متخلخل با مقدار سطح مخصوص m2/g1357 در غلظت g/L10 از NaOH و نرخ فعال‌سازي كم به دست آمد. علاوه بر اين ساختار ACFs مزو متخلخل نيز در سطوح غلظت بالاتر NaOHو نرخ فعال¬سازي كم¬تر توليد شدند. در مرحله بعدي روشي آسان و جديد براي تبديل ته سيگارهاي آغشته شده با Ni(NO3)2.6H2O، براي توليد الياف متخلخل نيكل/كربن (Ni/C) مورداستفاده قرار گرفت.ساختار سطحي، ريزساختار، سطح مخصوص و خواص مغناطيسي الياف كامپوزيتي توليدشده به‌صورت تابعي از غلظت نمك Ni(NO3)2.6H2O و نرخ گرمايش در فرآيند كربنيزاسيون موردبررسي قرار گرفتند. ساختار سطحي و توده‌اي آن‌ها نشان داد كه نانو ذرات نيكل بر روي الياف كربن متخلخل تشكيل‌شده است. تشكيل نانو ذرات نيكل بر روي الياف كامپوزيتي ويژگي‌هاي مغناطيسي را بهبود داده و نه‌تنها باعث افزايش مغناطيس اشباع (emu/g71-16) شده بلكه باعث كاهش وادارندگي مغناطيسي (Oe117-30) نيز شد. با كاهش نرخ گرمايش و غلظت نمك نيكل، سطح مخصوص به m2/g7/215 افزايش‌يافته و ساختار مزو متخلخل نيز ايجادشده كه مي¬تواند منجر به بازتاب‌هاي متعدد و خواص جذب امواج مايكروويو بهتر شود. الياف كامپوزيتي Ni/C با غلظت نمك نيكل mol/L5/0 و نرخ گرمايش °C/min 2 ، داراي خواص MAMs فوق‌العاده با حداقل اتلاف انعكاسي dB5/75- در GHz 5/11، پهناي باند GHz0/11 و اتلاف انعكاس ويژه GHz.dB/mm 0/1661بودند. اين تحقيق يك روش قابل‌كنترل و آسان براي توليد ACFs با مناطق ميكرو/ مزو متخلخل كنترل‌شده را از طريق بازيافت ضايعات سيگار استفاده شده معرفي مي كند و همچنين يك رويكرد جديد براي توليد الياف كامپوزيتي Ni/C متخلخل از طريق بازيافت ته سيگار با وزن پايين و خواص MAMs قابل تنظيم را نشان مي دهد.

211894

الياف

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان

حسين توانايي، حسين فشندي

كميل نصوري