زهرا طالبي مزرعه شاهي
کنترل انتشاار دیاکسایدکربن به عنوان یک گاز گلخانهای با اساتفاده از جاببهای متخلخل بسایار مورد توجه پژوهشاگران قرارگرفته اسات. در
این راساتا ایروژل گرافن به دلیل امکان تشاکیل سااختار متخلخل ماکرو/ مزو/میکرو حفره و قابلیت کنترل شایمیایی سااختار از قابلیت با ی جذب
گاز 2CO برخوردار اسات. از طرفی منساوجات جابب گاز 2CO اساتفاده شاده در ساایر پژوهشها اغلب بر پایه الیاف شایشاه و کربن بوده و برای
بهبود کارایی جذب گاز 2CO آنها عموما نیاز به اصاالاف فیزیکی و شاایمیایی پیچیده اساات. لذا هدف از این پژوهش، تهیه سااازه لیفی جدید
جابب گاز 2CO با اساتفاده از پوشاشدهی نانوسااختار ایروژل گرافن بر ساط منساوج اسات. در این راساتا کنترل فرایند خودتجمعی و دساتیابی به
سااختار حفرات ماکرو/ مزو/میکر و و اصالاف سااختار شایمیای ی ایروژل گرافن در جهت افزایش میزان جذب گاز 2CO این نانوسااختار از طریق
کنترل متغیرهای فرایندی انجام شاد. در ادامه روش مناساب قرارگیری نانوسااختار ایروژل گرافن بر روی ساازه لیف ی با تمرکز بر کنترل برهمکنش
های الکترواساتاتیک بین ساازه لیفی و صافحات گرافن ی انجام گرفت. هدف مورد نظر در این بخش بررسای فرایند خودتجمعی مناساب صافحات
گرافنی و تشااکیل همزمان ساااختار ایروژلی به منظور ایجاد پوشااش یکنواخت و پایدار بر روی سااط منسااوج اساات. در این پژوهش کنترل
خودتجمعی صافحات اکسایدگرافن ابتدا از طریق بهینه ساازی میزان اکسایداسایون گروههای اکسایژنی گرافیت انجام شاد. در این راساتا متغیرهای
فرایند سانتز اکسایدگرافن )پرمنگنات پتاسای،، اساید ساولفوریک، پراکساید هیدروژن( مورد بررسای قرارگرفت. ساس تشاکیل سااختار بهینه ماکرو /
مزو/ میکروحفره ایروژل گرافن از طریق کنترل بره، کنشهای الکترواسااتاتیک، - ، واندروال و هیدروژنی بررساا ی و همچنین اصاالاف
شاایمیایی ایروژل گرافن درجهت افزایش کارایی جذب 2CO انجام شااد. به منظور بهینه سااازی ساااختار متخلخل ماکرو/مزو/ میکرو متغیرهای
سانتز هیدروترمال )غلظت اکسایدگرافن، زمان سانتز و نوع کاهنده( ارزیابی شادند. از آنالیزهای جذب و واجذب نیتروژن، FE-SEM ، XRD ، RAMAN ، XPS ، FTIR و EDX به منظور مشاخصاهیابی نمونهها اساتفاده شاد. جذب گاز 2CO ایروژل سننتز شنده با اساتفاده از غلظت
با ی اساید ساولفوریک در شارایط سانتز اکسایدگرافن، mmol/g 72 / 1 اندازهگیری شاد و پ از اصالاف شایمیایی ایروژل گرافن با اساتفاده از
مونواتانول آمین، میزان جذب 2CO بیش از ساه برابر افزایش نشاان داد. شارایط سانتز هیدروترمال بهینه برای تشاکیل سااختار ایروژلی شاامل مدت
زمان 10 ساعت و C 140 تعیین شد که ایروژل حاصل دارای با ترین سط مخصوص مزو و میکرومتری ) g/2m 152 و 169 ( بوده و بر اساس
نتایج XPS افزایش گروه های آمینی ونسابت NH/NT تا 35 / 0 میزان جذب 2CO آن را تا mmol/g 1 / 5 افزایش داد. مدل ساینتیکی الوی
تطابق خوبی با دادههای تجربی نشااان داد که تاییدکننده همزمان ی جذب فیزیکی و شاایمیایی 2CO روی ایروژل گرافن اساات. همچنین ارزیابی
نتایج نشااان داد که اندازه حفرات ماکرو /مزو /میکر و تاثیر بساازایی روی ضاارایب مدل الوی دارند و این ضاارایب بیانگر ساارعت نفوب اولیه و
ممانعت سااطحی در برابر نفوب 2CO هسااتند. مدل نفوب درون برهای به عنوان مدل محدودکننده ساارعت برای کنترل نفوب 2CO در ایروژلها
تعیین شاد. افزایش غلظت اکسایدگرافن به شادت ثابت محدودکننده سارعت دراین مدل را در مقایساه با نمونههای سانتزشاده در زمانهای مختلف
سانتز هیدروترمال به دلیل ک، شادن ماکروحفرات ایروژل، کاهش دادهاسات. در ادامه پژوهش پوشاش دهی ایروژل گرافن روی منساوج پل یاساتر
به روش سانتز درجا در شارایط مختلف هیدروترمال انجام شاد. شارایط هیدروترمال با هدف عدم تخریب منساوج حین فرایند پوشاش ده ی، کنترل
برهمکنشهای صافحات اکسایدگرافن و منساوج پل یاساتر بهینه ساازی شاد. در ادامه با هدف افزایش جذب شایمیایی گاز توساط منساوج پوشاش
دهی شاده، اصالاف آمینی با اساتفاده از پل یاتیلنایمین) PEI ( با راهکارهای مختلف بررسای شاد. نتایج حاصال نشاان داد که روش اصالاف اولیه
منساوج با PEI و ساس پوشاش دهی با فرایند سانتز درجا با ایجاد گروههای عاملی آمین با دانسایته مناساب در ساط منساوج و رفل چالش تخریب
منساوج حین فرایند سانتز درجا منجر به بهبود فرایند خودتجمعی صفحات اکسیدگرافن و تشکیل پوشش گرافنی متخلخل یکنواخت و پایدار شد
و میزان جذب دیاکسیدکربن منسوج حاصل نسبت به نمونه پل یاستر اولیه حدود 4 برابر بهبود یافت.

