شماره کتابشناسی ملی
شماره
۲۳۲۷۲پ
زبان اثر
زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن
per
عنوان و نام پديدآور
عنوان اصلي
مطالعه‌ی برخی خواص فیزیکی و حسگری هیبریدهای اکسید گرافن کاهش یافته/پلی آنیلین
عنوان اصلي به زبان ديگر
Study of some physical and sensing properties of reduced graphene oxide/polyaniline hybrids
نام نخستين پديدآور
/سمیه توحیدی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: فیزیک
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۹
نام توليد کننده
، راشدی
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۴۸ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
فیزیک گرایش ماده چگال
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۹/۰۶/۱۵
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
با توجه به توسعه ی کشاورزی صنایع شیمیایی و کارخانه های صنعتی میزان انتشار سالیانه ی گاز آمونیاک درجو د رحال افزایش است .بنابراین لزوم استفاده از نانو حسگرهایی با قدرت حسگری و گزینش‌صگری بسیار بالا اهمیت بسیاری دارد .نانوساختارهای جدید کربنی مانند گرافن، اکسید گرافن و اکسید گرافن کاهش یافته به خاطر داشتن خواص ویژه‌صای مانند سطح ویژه بالا، رسانایی فوق‌صالعاده و داشتن خواص مواد نیمه‌صهادی می‌صتوانند به عنوان گزینه بسیار مناسبی در ساخت نانو حسگرها و تولید در مقیاس صنعتی مورد توجه قرار گیرند .هم‌صچنین با استفاده از روش‌صهایی مانند هیبریداسیون و عامل‌صدار کردن این ترکیبات می‌صتوان خواص حسگری و گزینش‌صگری آن‌صها را بهبود بخشید .در این پژوهش ابتدا فوم اکسید گرافن کاهش یافته به روش هیدروترمال تهیه شد .سپس لایه‌صهای هیبرید پلی آنیلین /فوم اکسید گرافن کاهش یافته با درصدصهای وزنی مختلف فوم اکسید گرافن کاهش یافته نسبت به آنیلین( ۰ ،۰۵/۰ ،۲/۰ ، ۵/۰ و ۱) به روش الکتروپلیمریزاسیون بر روی زیر لایه‌صهای شیشه‌صای تهیه شد .مشخصه‌صیابی نمونه‌صها به وسیله پراش پرتو ایکس، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز و تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی اثر میدانی انجام گرفت .مساحت سطح ویژه با استفاده از معادله BET محاسبه گردید .تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی اثر میدانی هیبرید پلی آنیلین /فوم اکسید گرافن کاهش یافته نشان می‌صدهد که صفحات گرافن در میان ساختار فیبر مانند پلی‌ص آنیلین تعبیه شده‌صاند و نانورادهای پلی آنیلین بر روی سطح صفحات فوم اکسید گرافن کاهش یافته به طور پیوسته و به صورت عمودی رشد یافته‌صاند .نتایج حاصل از اندازه‌صگیری‌صهای BET نشان می‌صدهد که مساحت سطح ویژه هیبرید پلی آنیلین /فوم اکسید گرافن کاهش یافته با درصد وزنی۲/۰ ، ۸/۲ برابر بیشتر از مساحت سطح ویژه پلی آنیلین است .مساحت سطح ویژه بزرگ این نمونه باعث می‌صشود بیشتر در معرض گاز قرار گیرد و به عنوان یک مزیت در عملکرد سنجش گاز محسوب می‌صشود .خواص حسگری این لایه‌صها نسبت به گاز آمونیاک بررسی گردید .هیبرید پلی آنیلین /فوم اکسید گرافن کاهش یافته با درصد وزنی ۲/۰ بهترین عملکرد حسگری را نسبت به گاز آمونیاک در مقایسه با سایر حسگرهای تهیه شده نشان داد، به‌صطوری که میزان پاسخ آن به غلظت ppm ۵۰ گاز آمونیاک در حدود ۷۲/۳ است که ۲۷/۴ برابر بیشتر از پلی آنیلین خالص است و زمان پاسخ و زمان بازیابی آن به ترتیب در حدود ۹۸ ثانیه و ۲۸۸ ثانیه است .حسگر هیبرید پلی آنیلین /فوم اکسید گرافن کاهش یافته با درصد وزنی ۲/۰ به غلظت‌صهای پایین گاز آمونیاک(ppm ۵ ، ppm ۱۰ و ppm ۲۵) نیز پاسخ می‌صدهد .همچنین این حسگر تکرارپذیری، برگشت‌صپذیری، پایداری و گزینش‌صپذیری خوبی را از خود نشان می‌صدهد .در ادامه فوم‌صهای هیبرید اکسید گرافن کاهش یافته/پلی آنیلین با نسبت‌صهای وزنی مختلف اکسید گرافن و پلی آنیلین) وزن اکسید گرافن :وزن پلی‌صآنیلین به صورت(۱: ۵/۰) ، (۱:۱) و (۱: ۲/۱) است (به روش هیدروترمال تهیه شدند .مشخصه‌صیابی نمونه‌صها به وسیله پراش پرتو ایکس، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز و تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی اثر میدانی انجام گرفت .مساحت سطح ویژه با استفاده از معادله BET محاسبه گردید .تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی اثر میدانی نشان می‌صدهد که فوم‌ص هیبرید اکسید گرافن کاهش یافته/پلی آنیلین ساختاری سه بعدی با تخلخل بیشتر در مقایسه با فوم‌ص اکسید گرافن کاهش یافته دارد .نتایج آنالیز BET نشان می‌صدهد که مساحت سطح ویژه فوم‌ص هیبرید اکسید گرافن کاهش یافته/پلی آنیلین بزرگ‌صتر از مساحت سطح ویژه فوم اکسید گرافن کاهش یافته می‌صباشد که می‌صتوان آن را به وجود نانو فیبرهای پلی آنیلین در ساختار فوم اکسید گرافن کاهش یافته نسبت داد که آن به طور قابل توجهی از جمع شدن صفحات گرافن جلوگیری می‌صکند .خواص حسگری این فوم‌صها نیز بررسی گردید .فوم تهیه شده با نسبت ۱:۱ اکسید گرافن و پلی آنیلین) وزن اکسید گرافن:وزن پلی آنیلین (بهترین عملکرد حسگری را نسبت به گاز آمونیاک نشان داد، به‌صطوری که در مقایسه با فوم اکسید گرافن کاهش یافته خالص، پاسخ آن به غلظت ppm ۱۰۰ گاز آمونیاک در حدود ۷/۴۴ برابر بیشتر است .همچنین این حسگر تکرارپذیری، برگشت‌صپذیری، پایداری و گزینش‌صپذیری خوبی را از خود نشان می‌صدهد .افزایش عملکرد حسگرهای فوم هیبرید اکسید گرافن کاهش یافته/پلی آنیلین را می-توان به چندین ویژگی از جمله نانو فیبرهای پلی آنیلین، داربست متخلخل و به هم پیوسته فوم اکسید گرافن کاهش یافته/پلی آنیلین با افزایش در مساحت سطح ویژه آن، گروه‌صهای عاملی اکسید گرافن کاهش یافته، نقص‌صها و لبه‌صهای بیشتر و انتقال سریع بار نسبت داد
متن يادداشت
Due to the development of agriculture, chemical industries and industrial factories, the annual emission of ammonia gas in the atomosphere is increasing. So that the use of nanosensors with high sensitivity and selectivity is important. New nanostructured carbon such as graphene, graphene oxide and reduced graphene oxide due to their high surface area, superior thermal conductivity and semiconducting properties can be a great option in the manufacture of industrial- scale production of nanosensors. Also, using methods such as hybridization and functionalization can improve their sensing and selecting properties. In this research, first reduced graphene oxide foam was prepared by hydrothermal method. Then polyaniline/reduced graphene oxide foam hybrid films with different weight percentage ratios of reduced graphene oxide foam to aniline (0.0 , 0.05 , 0.2 , 0.5 and 1 ) were loaded on glass substrates by electrochemical polymerization method. The samples were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared and Field emission-scanning electron microscopy. The specific surface area was analyzed using the Brunauer-Emmett-Teller (BET) equation. The Field emission-scanning electron microscopy micrographs of PANI/3DRGO hybrid show that the graphene sheets are well embedded within the fibrillar structure of the PANI matrix and the PANI nanorods are arrayed homogeneously and grow vertically on the surface of 3D-RGO nanosheet. The results of BET measurements show that specific surface area of the PANI/3D-RGO foam hybrid sample with weight percentage of 0.2 is 2.8 times higher than that of the PANI sample. The higher surface area of this increases its exposure to the gas and is considered as an advantage in its gas sensing performance. The sensing properties of these films for detecting ammonia gas were investigated. Polyaniline/reduced graphene oxide foam hybrid film with weight percentage of 0.2 exhibits the best gas-sensing performance for ammonia gas compared to other fabricated sensors, so that the response value to 50 ppm ammonia gas is about 3.72, which is 4.27 times higher than that for pure polyaniline, and the response time and recovery time are about 98 s and 288 s, respectively. The PANI/3DRGO (0.2wt. ) hybrid sensor can response to lower concentrations of NH3 (5 ppm, 10 ppm and 25 ppm). It also has good repeatability, reversibility, stability and selectivity. Subsequently, the reduced graphene oxide/polyaniline hybrid foams were prepared with different weight ratios of graphene oxide and polyaniline (mGO:mPANI is (1:0.5), (1:1) and (1:1.2)). . The samples were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared and and Field emission-scanning electron microscopy. The specific surface area was analyzed using the Brunauer-Emmett-Teller (BET) equation. The Field emission-scanning electron microscopy micrographs show that The RGO/PANI hybrid foam has a three-dimensional structure with highly interconnected porous network compared to the RGO foam. The results of BET analysis show that the specific surface area of 3D RGO/PANI hybrid is higher than that of 3D RGO. This can be attributed to the introduction of PANI nanofibers into the RGO aerogel matrix, which significantly prevents the aggregation of graphene sheets. The gas-sensing properties of these foams were also investigated. The prepared foam with a 1:1 ratio of graphene oxide and polyaniline (mGO:mPANI is 1:1) showed the best gas-sensing performance to ammonia gas, so that compared to pure graphene oxide foam, its response to 100 ppm of ammonia gas is about 44.7 times higher. It also has good repeatability, reversibility, stability and selectivity. The enhancement in sensing performance of 3D RGO/PANI hybrid sensors can be attributed to several features, including PANI nanofibers, interconnected porous framework of 3D RGO/PANI with an increased surface area, functional groups of RGO, more defects and edges and fast charge transfer
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Study of some physical and sensing properties of reduced graphene oxide/polyaniline hybrids
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )
مستند نام اشخاص تاييد نشده
توحیدی، سمیه
مستند نام اشخاص تاييد نشده
Tohidi, Somayeh
نام شخص - ( مسئولیت معنوی درجه دوم )
مستند نام اشخاص تاييد نشده
پرهیزکار، مجتبی، استاد راهنما
مستند نام اشخاص تاييد نشده
بیدادی، حسن، استاد راهنما
مستند نام اشخاص تاييد نشده
محمدرضائی، رحیم، استاد مشاور
دسترسی و محل الکترونیکی
يادداشت عمومي
سیاه و سفید
وضعیت فهرست نویسی
وضعیت فهرست نویسی
نمایه‌سازی قبلی
