Design and Optimization of Carbon Nano Tubes Production in Chemical Vapor Deposition Reactor
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
تم دراسة عوامل التشغيل بمفاعل مستمر يعمل بترسيب البخار الكيميائي من أجل إنتاج انتقائي لأنابيب الكربون متناهية الصغر. التجارب المعملية تمت باستخدام مفاعل عمودي لترسيب الأبخرة الكيميائية حيث ثبت وقت التفاعل لمدة ساعة واحدة وتحت درجات حرارة تشغيل مختلفة ( 700-1000 CO)، و معدلات تدفق الهيدروجين ( 100-3000 مل / دقيقة ) ومعدلات تدفق للبرازايلين ( 5 -40 مل / ساعة). أستخدم محفز الفيروسين 2 Fe] C5H5))] في العملية على شكل مسحوق مخلوط ومذاب مع البرازايلين (C8H10) بنسبة 1 ٪ من الحديد (50 مل مذيب ، 1.6 غرام الفيروسين) إلى الهيدروكاربون. البرازايلين كمصدر هيدروكاربوني تم تكسيره بالهيدروجين في حين أستخدم غاز الأرجون لمنع الأكسدة بالمفاعل للمعادن المحفزة تحت درجات حرارة التفاعل. الآثار المترتبة على مختلف معايير التشغيل لإنتاجية الأنابيب متناهية الصغر مثل درجة الحرارة ، ومعدلات تدفق النفط والهيدروجين تم عرضها في هذه الدراسة. تم التحقق من تأثير ظروف التفاعل المختلفة على إنتاج وأبعاد الأنابيب النانوية الكربونية. برنامج لتوليد وتقييم التصاميم التجريبية الإحصائية تم استخدامه لتصميم التجارب وتطوير النموذج الرياضي بحيث أعتمد منهج تصميم مضروب الإحصائية لتصميم العمليات التجريبية لدراسة وتحسين ظروف التشغيل من خلال نموذج تحسيني لإكتشاف مستويات التشغيل المثلى. أستخدمت متعددة الانحدار الخطي لتناسب النموذج الرياضي بواسطة برنامج تصميم التجارب. تم فحص الأشكال التضاريسية من الأنابيب النانوية الكربونية بواسطة المجهر الإلكتروني في درجات حرارة النمو المختلفة لتضاريس سطح العينات وأستخدم محلل الجاذبية لتحليل نقاوة العينات. تم استخدام تصميم محسن التجربة لإيجاد الظروف المثلى لإنتاج الأنابيب متناهية الصغر حيث وجد أن العائد الأمثل يكون عند درجة حرارة من 892 س0 ومعدل تدفق الهيدروجين 1497 مل / الدقيقة والبرازايلين 5 مل/ الساعة. وبالمقابل للتحكم بجودة الإنتاج، فإن علينا النظر لتدفق أعلى ل H2 (3000 مل /الدقيقة) لتحسين متوسط الأقطار ونسبة الطول للقطر للأنابيب المتناهية الصغر المنتجة.