Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Bölümü

Adsorption properties of carbon nanoparticles

Karbon nanoparçacıkların adsorbsiyon özellikleri

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 166850 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

ABSTRACT ADSORPTION PROPERTIES OF CARBON NANOPARTICLES OK, Sinan M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. H. Önder Özbelge Co-Supervisor: Doç. Dr. Burhanettin Çiçek August 2005, 114 pages Carbon can be in several forms. Amorphous, graphite and diamond. Fullerenes are accepted as the fourth form of solid carbon. They are basically, large carbon cage molecules. By far the most common one is Coo. Nanotubes are actually longer forms of fullerenes. If a voltage is applied between two carbon rods, an arc will develop between them. If the arc is maintained in helium or argon (instead of air) clouds of black carbon powder is produced. Although many studies have been performed on cathodic deposits, (i.e. nanotubes first seen in this section) very few studies on the carbon sooth are found in the literature. Only around 10% of the black soot is fullerene, the composition of the remainder varies depending on the working conditions. But it is assumed to contain parts of various fullerene particles even higher fullerenes up to C3oo- This fraction is abbreviated as FES through the thesis. This work comprises the production of FES (fullerene extracted soot), soot, cathodic deposit produced under nanotube conditions and cathodic ivdeposit produced under fullerene conditions and characterization of these in terms of their specific surface areas; pore volume distribution, porosity and as a second part, adsorption capacity of gases H2 and NH3 have been found. Both physical and chemical adsorption analyses were done using Quantichrome Autosorb 1-C surface analyzer. Obtained isotherms for nitrogen adsorption were found to be in between type II and type IV. BET surface areas for the samples of FES and soot prepared under nanotube conditions and cathodic deposit prepared under fullerene and nanotube conditions were found 240, 180, 14.6 and 29.7 m2/g of surface area respectively. Micropore volumes were calculated from Horwath - Kowazoe and Saito - Foley methods were found 0.045, 0.034, 2.38*10~3 and 1.19*10"3 cc/g respectively. Active surface areas for NH3 adsorption were found for FES, soot and Norit active carbon sample are found to be 39.2, 49.6, 32.5 m2/g at 30° C and 6.35, 14.65, 6.59 m2/g at 300° C respectively. As a result of this work, it is concluded that although not superior to NORIT CN1 active carbon sample, FES is as active as that material and able to adsorb as much hydrogen as active carbon. This is important because FES is already a side product of the arc-evaporation fullerene production technique and has no known uses at all. Keywords: Nanotechnology, Carbon Particles, Adsorption

Summary:

oz KARBON NANOPARÇACIKLARIN ADSORBSÎYON ÖZELLİKLERİ OK, Sinan Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. H. Önder Özbelge Ortak Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Burhanettin Çiçek Ağustos 2005, 114 sayfa Karbon elementi amorf, grafit ve elmas olmak üzere birkaç farklı form alabilmektedir. Fullerenler ise karbonun dördüncü formu olarak kabul edilebilirler. Fullerenler temel olarak büyük kafes yapılı karbon molekülleridir. Şimdiye kadar en çok bilineni ve üzerinde en çok çalışma yapılanı C6o dır. Nanotüpler gerçekte fullerenlerin uzamış halinden başka birşey değildirler. iki karbon çubuğun arasında bir voltaj uygulandığında aralarında bir ark oluşacaktır. Eğer ark hava yerine helyum yada argon ortamında oluşturulursa, ince karbon kurumu elde edilir. Araştırmaların büyük çoğunluğu bu aşamada oluşan katodik depozitler hakkında olsa da kurum kısmın özelliklerini kapsayan oldukça az çalışma vardır. Karbon kurumunun yaklaşık % 10 u fullerenlerden oluşmakta, arta kalan kısım ise üretim koşullarına bağlı olarak farklı bileşimlerde olmaktadır. Artık kısmın fulleren parçacıkları ve C300 e varan boyutlarda fullerenlerden oluştuğu kabul edilmektedir. Tez boyunca bu kısımdan FES (fullerenden ayrılmış kurum) olarak bahsedilecektir. viBu çalışmada, bu parçacıkların üretimi, yüzey alanı, porozite, gözenek hacim dağılımı olarak karakterizasyonu ve hidrojen ve amonyak gazlan için adsorpsiyon kapasitelerinin bulunması konularını kapsamaktadır. Fiziksel ve kimyasal adsorpsiyon analizleri Quantichrome Autosorb l C yüzey analiz cihazı ile gerçekleştirilmiştir. Azot adsorbsiyon izotermleri Tip II ve Tip IV arasında bulunmuştur. FES, kurum, fulleren şartlarında hazırlanan katodik depozit ve nanotüp şartlarında hazırlanan katodik depozit yüzey alanları sırasıyla 240, 180, 14.6, 29.7 m2/g ve mikro gözenek hacimleri de Horwath - Kovvazoe/Saito - Foley metodları kullanılarak sırasıyla 0.045, 0.034, 2.38*10'3 and 1.19*10'3 cc/g olarak hesaplanmıştır. Amonyak adsorpsiyonu sonucu FES, kurum, Norit aktif karbon örneklerinin aktif yüzey alanları da sırasıyla 30° C de 39.2, 49.6, 32.5 m2/g ve 300° C de 6.35,14.65, 6.59 m2/g bulunmuştur. Bu çalışma sonucunda FES in aktifliğinin aktif karbon örneğinden çok üstün olmasa da en az onun kadar yüzey aktivitesi olduğu ve gene en az onun kadar hidrojen adsorblama yeteneği olduğu sonucuna varılmıştır. Bu sonuç, FES in halihazırda bir atık ürün olması ve herhangi bir kullanım alanının olmaması bakımından önemlidir. Anahtar Kelimeler: Nanoteknoloji, Karbon Parçacıklar, Adsorpsiyon vii