فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

در این مطالعه نانوساختارهای کربنی مختلف (نانوکره‌ها، نانومیله‌ها، نانولوله‌ها و نقاط کوانتوم گرافنی) از کربوناسیون زغال‌سنگ بیتومنوس (با اندازه ذرات کمتر از 44 میکرون) در فاز جامد تولید شد. از آن جایی که سنتز در فاز جامد انجام گرفته است؛ این روش به نام سنتز شیمیایی کاتالیزوری فاز جامد نامگذاری شده است. در حضور کاتالیزور فروسن در دمای کربوناسیون °C650 و °C800 به ترتیب نانوکره‌های کربنی (با قطر 60-50 نانومتر) و نانولوله‌های کربنی (با قطر خارجی 30-20 نانومتر) در زمان کربوناسیون یک ساعت ساخته شد. تغییر نوع کاتالیزور از فروسن به نانوذرات مگنتیت (Fe3O4 با قطر70-50 نانومتر) در دمای °C800 به عنوان دمای رشد نانوساختارهای کربنی، منجر به تولید نانومیله‌های کربنی (با قطر 80-60 نانومتر) شد. در صورت عدم حضور کاتالیزور، از کربونیزه کردن زغال سنگ در دماهای °C650، °C800 و °C950 نانوساختار رشد یافته‌ای مشاهده نشد. اما با آماده سازی زغال سنگ در اسید، افزایش دمای کربوناسیون از °C800 به °C950 و افزایش زمان کربوناسیون از 1 ساعت به 5 ساعت نقاط کوانتوم گرافن تولید شد. نمونه‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری، پراش پرتو ایکس، طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس و طیف سنجی مرئی- فرابنفش آنالیز شدند. نتایج نشان می‌دهد که پیک ماکزیمم طیف مرئی- فرابنفش نانوکره های کربنی، نانوساختارهای رشد یافته و نقاط کوانتوم گرافنی به ترتیب: 214، 266 و بالاتر از 300 نانومتر می باشد. قطر نانولوله های کربنی در حد نانوذرات آهن (با قطر 50-20 نانومتر) ناشی از تجزیه فروسن و قطر نانومیله های کربنی در حد قطر نانوذرات مگنتیت (با قطر 80-60 نانومتر) است.