%41تخفیف

دانلود پروژه:سنتز نانو كامپوزيت پلي آنيلين – نانوذرات نقره و تعیین مشخصات الکتریکی والكتروشيميايي آن

تعداد89 صفحه در فایل word

گروه مهندسی نانوفناوری نانو الکترونیک

کارشناسی ارشد در رشته مهندسی  نانوفناوری

سنتز نانو كامپوزيت پلي آنيلين – نانوذرات نقره و تعیین مشخصات الکتریکی والكتروشيميايي آن

کلید واژه ها: پلی آنیلین، پلیمر رسانا، نانوکامپوزیت،ولتامتری چرخه ای

چکیده:

نانوکامپوزیت PANI/Ag با به روش Template سخت سنتز شد که آنالیز این نانوکامپوزیت با میکروسکوپ الکترونی ساختار نانومیله  با اندازه حدود 100~80 نانومتر از خود نشان داد. رفتار جذبی در ناحیه 1200-20 nm  پیک جذبی در ناحیه 320 و 610  nm را از خود نشان داد. رفتار الکتروشیمیایی نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانومیله با استفاده از ولتاموگرام های چرخه ای مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این نانوکامپوزیت قابلیت برگشت پذیری الکتریکی خوبی در سرعت روبشmVs-150 از خود نشان داد. حداکثر برگشت پذیری الکتروشیمیایی با در نظر گرفتن ظرفیت شارژاین نانوکامپوزیت تقریبا بدون تغییر حتی تا 100 چرخه را نشان داد. هدایت الکتریکی این نانوکامپوزیت با استفاده از دو روش دو نقطه ای و چهار نقطه ای انجام شدو بیشترین هدایت الکتریکی حدود Scm-1 55 بدست آمد. در نهایت با توجه به رفتار الکتروشیمیایی این نانوکامپوزیت با قابلیت شارژ بالا می توان در باتریهای قابل شارژ استفاده نمود.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                            صفحه

فصل اول : مقدمه و بررسی منابع.. 1

1-1پلیمرهای رسانا ((CP. 2

1-1-1تاریخچه ییدایش پلیمرهای رسانا.. 2

1-1-2ویژگی های پلیمرهای رسانا.. 2

1-1-3پلیمرهای رسانای نانوساختار.. 5

1-1-3-1معرفی نمونه هایی از پلیمرهای رسانا.. 6

1-1-4 کاربرد های  پلیمرهای رسانا.. 6

1-1-4-1 کاربرد های عمومی  و کلی.. 6

1-1-4-1-1پلیمرهای فتو ولتایی.. 7

1-1-4-1-2 مواد الکتروکروم(رنگزای الکترونی).. 7

1-1-4-1-3 فعال کننده های الکترومکانیکی.. 7

1-1-4-1-4 غشاهای هوشمند.. 8

1-1-4-1-5 رها سازهای کنترل شده.. 8

1-1-4-2 کاربرد های فنی پلیمرها در مورد حسگرها.. 8

1-1-5 انواع پلیمرهای رسانا.. 9

1-2 كامپوزيت ها.. 10

1-2-1 کامپوزیت های پلیمری.. 10

1-2-2 نانوكامپوزيت ها.. 10

1-2-3 خواص و ویژگی های نانوکامپوزیت.. 11

1-3 انواع نانو پلیمرهای از نظر ساختار.. 11

1-3-1 روش های رشد پلیمرهای نانوساختار.. 12

1-3-1-1 روش های رشد با الگو.. 12

1-3-1-1-1روش  template نرم.. 13

1-3-1-1-2 روش Template سخت.. 13

1-3-1-2 تهيه نانو مواد پليمرهای رسانا با روش Template به طريقة شيميایي   13

1-4 پلی آنیلین.. 15

1-4-1 نانوساختارهای پلی آنیلین.. 19

1-4-2 روشهای سنتز نانوساختارهای پلی آنیلین.. 19

۱-4-3 عوامل موثر بر سنتز الکتروشیمیایی پلی آنیلین.. 19

۱-4-4 کاربردهای الکتروشیمیایی پلی آنیلین.. 20

۱-4-4-1 خوردگی.. 21

۱-4-4-2 الکتروکاتالیست.. 21

۱-4-4-3 باتری.. 21

۱-4-4-4 حسگر.. 22

1-4-5 خصوصیات نانوساختارهای پلی آنیلین.. 22

1-4-6 مزایا و معایب پلی آنیلین.. 22

1-5 اهداف پروژه.. 23

فصل دوم : مواد و روش ها.. 24

2-1تجهیزات ومواد شیمیایی استفاده شده.. 25

2-2 اندازه‌گيري هدايت نانوواير پليمرهاي رسانا:.. 26

2-3 سنتز نانوکامپوزیت پلی آنیلین- نقره… 29

2-3-1 سنتز نانوکامپوزیت پلی آنیلین – نقره به روش template  سخت   29

2-4تکنیک های الکتروشیمی.. 32

2-4-1کرونوآمپرومتری.. 33

2-4-2کرونوپتانسیومتری.. 33

2-4-3ولتامتری جاروب خطی.. 34

2-4-4تکنیک الکتروشیمی امپدانس.. 35

2-4-5مات شاتکی.. 35

2-4-6روش ولتامتری چرخهای.. 36

2-4-6-1 انواع روشهای ولتامتری چرخه ای: 38

2-4-6-2 انواع الکترودها در ولتامتری: 40

2-5 بررسی رفتار الکتروشیمیائی نانوکامپوزیت PANI/Ag بااستفاده از روش ولتامتری چرخه ای.. 42

فصل سوم : نتایج و بحث.. 44

3-1 شناسایی و بررسی مشخصات نانومواد سنتز شده.. 45

3-1-1 بررسی مشخصات نانو کامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله   45

3-2 بررسی هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله   49

3-3 بررسی رفتار الکتروشیمیایی نانوکامپوزیت PANI/Agبا ساختار نانو استفاده از ولتاموگرام چرخه ای.. 49

3-4 ظرفیت شارژ.. 56

3-5 محاسبه اختلاف انرژی HOMO و LUMO نانوکامپوزیت ها.. 63

3-6 طیف سنجی uv. 64

3-7 نتیجه گیری.. 68

3-8 پیشنهادات.. 70

منابع و ماخذ.. 71

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                            صفحه

جدول1-1 نام و شکل ساختمانی و رسانندگی بعضی پلیمرهای رسانا   6

جدول2-1 لیست مواد شیمیایی استفاده شده.. 26

جدول3-1 آنالیز EDS نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله.   48

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                            صفحه

شکل1-1 سختارهای پلیمرهای رسانای معمولی.. 3

شکل1-2 طرح کلی از سنتزهای قالب سخت نانوساختارهای پلیمرهای رسانای مختلف… 4

شکل 1-3 طرح کلی از مکانیسم سنتزهای قالب نرم نانوساختارهای پلیمرهای رسانای مختلف… 5

شکل 1-4 کاربرد پلیمرهای رسانا در حس گازها.. 9

شکل 1-5 کاربر پلیمرها در تشخیص DNA.. 9

شکل 1-6 روش های رشد پلیمرهای نانوساختار (43)… 12

شکل1-7 چگونگی تشکیل نانو کره, نانو میله و لایه پلیمری پلی مر توسط سورفاکتانت… 13

شکل1-8 نحوه ی مهاجرت یونها و شکل گیری نانوحفره ها طی فرآیند آندایز آلومینیوم… 13

شکل 1-9 نانوحفره های تولید شده در آلومینا، به روش آندایز خود نظم یافته… 13

شکل 1-10 نانو تیوب های پلی پیرول در درون حفرات غشای AAO با روش .VDP  Error! Bookmark not defined.

شکل 1-11 مراحل سنتز  مواد نانوساختار.. 14

شكل 1-12 تصاوير :SEM (a غشای  PC b) غشای AAO… Error! Bookmark not defined.

شكل 1-13 شماي مكانيسم پليمريزاسيون پيرول در حالت‌هاي مختلف.   14

شكل1-14 شکل شماتيك سل بكار رفته براي انجام پليمريزاسيون شيميایي   15

شکل 1-15 ساختمانهای رزونانسی آنیلین و تشکیل دیمرهای اولیه در ضمن اکسیداسیون.. 16

شکل 1-16 فرمهای متفاوت پلی آنیلین.. 17

شکل 1-17 تشکیل فرم ES بواسطه اکسیداسیون و پروتونه شدن فرمهای LB و EB   17

شکل 1-18 تبدیل فرمهای متفاوت پلی آنیلین به یکدیگر.. 18

شکل 1-19 مکانیزم پلیمریزاسیون کاتیونی آنیلین در محلول اسیدی   20

شکل 2-1 دستگاه پوشش چرخه ای ساخته شده… 26

شكل 2-2 شماي دستگاه مورداستفاده براي اتصال دو نقطه هدايت روي غشای  فيبر پليمررسانا.. 28

شکل2-3 ظرف واکنش برای سنتز نانو لوله ها.. 30

شکل 2-4 نانوکامپوزیت PANI/Ag  سنتز شده بر روی غشا… 30

شکل2-5 حل کردن غشا در اسید فسفریک 5 درصد… 31

شکل 2-6 قرار گرفتن نانوذرات نقره بر روی PANI 32

شکل 2-7 یک مثال برای روش کرونوآمپرومتری.. 33

شکل 2-8 یک مثال برای روش کرونوپتانسیومتری.. 34

شکل  2-9 یک مثال برای روش ولتامتری جاروب خطی.. 34

شکل 2-10 یک مثال برای روش تکنیک الکتروشیمی امپدانس.. 35

شکل 2- 11 یک مثال برای روش مات شاتکی.. 36

شکل 2-12 سلول های الکترولیتی  با سه الکترود رفرنس ،کار وکمکی   43

شکل 3-1 تصاویر  SEMمربوط به نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله بخش (2-4-2)… 46

شکل 3-2 تصاویر  SEMمربوط به نانوکامپوزیت  PANI/Ag با ساختار نانو میله بخش ذرات نقره… 47

شکل 3-3 آنالیز EDS نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله.   48

شکل 3-4 ولتاموگرام   PANI/Ag نانو  محدوده mV 1700- -1500 نسبت به Ag/AgCl 50

شکل 3-5 ولتاموگرام PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1700- -1500    51

شکل 3-6 ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله  روبش mV/s5  7. 51

شکل 3-7 ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله  روبش 100mV/s. 52

شکل 3-8 ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله  روبش 125mV/s. 53

شکل 3-9 ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله  روبش 150mV/s. 53

شکل 3-10ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1700- -1500 نسبت به Ag/AgCl  در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش 175mV/s. 54

شکل 3-11 ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1700- -1500 نسبت به Ag/AgCl در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش 200mV/s. 54

شکل 3-12ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1800- -1500 نسبت به Ag/AgCl  در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش  25 50 75 100 125 150 175  200mV/s. 55

شکل 3-13نمودارهای جریان های آندی و کاتدی نسبت به سرعت روبش نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله.. 55

شکل 3-14ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1700-   -1500 نسبت به Ag/AgCl  در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش mV/s50  در طی 100 سیکل.. 57

شکل 3-15ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1700- -1500 نسبت به Ag/AgCl  در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش mV/s50  طی 10سیکل.. 57

شکل 3-16ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1800- -1700 نسبت به Ag/AgCl در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش   25 mV/s. 58

شکل 3-17ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1800- -1700 نسبت به Ag/AgCl در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش   50 mV/s. 58

شکل 3-18ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1800- -1700 نسبت به Ag/AgCl  در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش   75 mV/s. 59

شکل 3-19ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1800- -1700 نسبت به Ag/AgCl  در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش   100mV/s. 59

شکل 3-20ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1800- -1700 نسبت به Ag/AgCl  در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش   125mV/s. 60

شکل 3-21ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1800- -1700 نسبت به Ag/AgCl  در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش   150mV/s. 60

شکل 3-22 ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1800- -1700 نسبت به Ag/AgCl در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش   175mV/s. 61

شکل 3-23ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1800- -1700 نسبت به Ag/AgCl  در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش 200mV/s. 61

شکل 3-24ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1800- -1700 نسبت به Ag/AgCl  در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش  25 50 75 100 125 150 175  200mV/s. 61

شکل 3-25 ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1800- -1700 نسبت به Ag/AgCl در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش    50 mV/sدر طی 10سیکل.. 62

شکل 3-26 ولتاموگرام چرخه ای نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در محدوده mV 1800- -1700 نسبت به Ag/AgCl در محلول M1/0 LiClO4/CH3CN  با سرعت روبش 50 mV/sدر طی 100 سیکل.. 62

شکل 3-27 طیف جذبی  UV-Vis نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در حلال N- methyl pyrrolidine در محدوده 400 -nm1200.. 66

شکل 3-28 طیف جذبی  UV-Vis نانوکامپوزیت PANI/Ag با ساختار نانو میله در حلال N- methyl pyrrolidine در محدوده 1200nm  -nm200.. 67

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo