Elektroeğirme Yöntemiyle Ag Katkılı Karbon Nanoliflerin Sentezi

Karbon nanolifler (KNL) ve karbon nanotüpler (KNT), yüksek mukavemetli, elastik modülü, termal ve elektriksel özellikleri ve nispeten düşük yoğunlukları nedeniyle gelişmiş kompozitler için çok işlevli tek boyutlu karbon nanomalzemelerini ortaya çıkarmıştır. KNL'ler, poliakrilonitril (PAN) gibi polimerden elektroeğirme yöntemiyle türetilebilir. Elektroeğirme, mikron altı aralığında çeşitli polimerik, seramik ve kompozit nanofiberlerin üretilmesi için basit ve yüksek verimli bir yöntemdir. Bu çalışmada, gümüş katkılı KNL'ler N, N-dimetilformamid (DMF) içindeki poliakrilonitril (PAN) çözeltilerinden elektroeğrilmiştir. Elektroeğirme parametreleri 25 kV voltaj, 1 mL/sa akış hızı,6 cm iğne-toplayıcı arasındaki mesafe olarak sabitlendi. Çözeltideki PAN derişimi DMF içerisinde ağırlıkça % 8 idi. Ag katkılandırılmış PAN nanolifleri, 1 saat boyunca 250 °C'de oksidasyon ile stabilize edilmiş ve H2/N2 karışımında 30 dak boyunca 1000 °C'de karbonize edilmiştir. KNL çap dağılımı ve morfolojileri taramalı elektron mikroskop analizi ve FibraQuant 1.3 yazılımı ile değerlendirilmiştir.
Anahtar Kelimeler:

Elektroeğirme, Nanolif, Ag

Synthesis of Ag Doped Carbon Nanofibers by Electrospinning Method

Carbon nanofibers (CNFs) and carbon nanotubes (CNTs) have created multifunctional one-dimensional carbon nanomaterials for advanced composites because of their high strength, elastic modulus, thermal and electrical properties and relatively low density.  CNFs can be derived from polymer by means of electrospinning method, such as polyacrylonitrile (PAN). Electrospinning is a simple and high efficiency method to fabricate a variety of polymeric, ceramic and composite nanofibers at the submicron range. In this work, silver doped CNFs were electrospun from polyacrylonitrile (PAN) solutions in N,N-dimethylformamide (DMF). Electrospinning parameters were fixed at 25 kV voltage, 1 mL/hr flow rate, 6 cm of needle to collector distance. PAN concentration in the solution was 8 wt.% in DMF. Ag doped PAN nanofibers were stabilized by oxidation at 250 °C for 1 hr and carbonized at 1000 °C for 30 min in H2/N2 mixture. The diameter distribution and morphologies of the CNFs were evaluated by scanning electron microscope analysis and FibraQuant 1.3 software.

___

  • Gündüz G., Çolak Ü., Tanrıverdi S. “Elektrospinleme Yöntemi ile Seramik Nanofiber Üretimi ve Karakterizasyonu” Tübitak Proje No : MAG-273, (2006)
  • Ding, B., Kim, H., Lee, S., Shao, C., Lee D., Park, S., et al., "Preparation and Characterization of a nanoscale poly(vinyl alcohol) fiber aggregate produced by an electrospining method", Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, 40, 1261-8, (2002)
  • Stephens, J., Frisk, S., Meglski, S., Rabolt, J., Chase, D., "Real time Raman studies of electrospun fibers", Applied Spectroscopy, 55, 1287-90, 2001
  • Liu, H., Hsieh, Y., "Ultrafine fibrous cellulose membranes from electrospinning of cellulose acetate" Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, 40, 2119-29, 2002
  • Shin, Y., Hohman, M., Brenner, M., Rutledge, G. "Experimental characterization of electrospinning: the electrically forced jet and instabilities" Polymer, 42, 9955-67, 2001
  • Schreuder-Gibson, H., Gibson, P., Senecal, K., Sennett, M., Walker, J., Yeomans, W., et al. "Protective textile materials based on electrospun nanofibers" Journal of Advanced Materials, 34(3), 44-5, 2002
  • Fang, X., Reneker, D. "DNA fibers by electrospinning" Journal of Macromolecule Science Physics, B36, 169-73, 1997
  • Matthews, J., Wnek, G., Simpson, D., Bowlin, G. "Electrospinning of Collagen Nanofibers" Biomacromolecules, 3, 232-8, 2002
  • Kim, J., Lee, D. "Thermal properties of electrospun polyesters" Polymer Journal, 32, 616-18, 2000
  • Madhugiri, S., Sun, B., Smirniotis, P., Ferraris, J., Balkus, K. "Electrospun Mesoporous Titanium Dioxide Fibers" Microporous and Mesoporous Materials 69, 77-83, 2004
  • Dharmaraj, N., Park, H., Kim C., Kim H., Lee D., "Nickel Titanate Nanofibers by Electrospinning" Materials Chemistry and Physics, 87, 5-9, 2004
  • Wang, Y., Aponte, M., Leon, N., Ramos, I., Furlan, R., Evoy, S., Santiago-Aviles, J. "Synthesis and Characterization of Tin Oxide Microfibres Electrospun from a Simple Precursor Solution" Semiconductor Science and Technology 19, 1057-60, 2004
  • Yuh, J.,Nino, J., Sigmund, W. "Synthesis of Barium Titanate (BaTiO3) Nanofibers via Electrospinning" Materials Letters., 59, 3645-7, 2005
  • Guan, H., Shao C., Wen S., Chen, B., Gong, J., Yang, X. "A Novel Method for Preparing Co3O4 Nanofibers by Using Electrospun PVA/Cobalt Acetate Composite Fibers as Precursor" Materials Chemistry and Physics, 82, 1002-6, 2003
  • Shao C., Yang, X., Guan, H., Liu, Y., Gong, H. "Electrospun Nanofibers of NiO/ZnO Composite" Inorganic Chemistry Communications, 7, 625-7, 2004
  • Shao C., Yang, X., Guan, H., Liu, Y., Gong, H., Yu, N.,Yang, X. "A Novel Method for Making ZrO2 Nanofibres Via an Electrospinning Technique" Journal of Crystal Growth, 267, 380-4, 2004
  • Li, D., Herricks, T., Xia, Y. "Magnetic Nanofibers of Nickel Ferrite Prepared by Electrospinning" Applied Physics Letters, 83, 4586-88, 2003
  • Shao, C., Guan, H., Liu, Y., Li, X., Yang, X. "Preparation of Mn2O3 and Mn3O4 Nanofibers via an Electrospinning Technique" Journal of Solid State Chemistry, 177, 2628-31, 2004
  • Kozanoğlu, G., S. "Elektrospinning Yöntemiyle Nanolif Üretim Teknolojisi", İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, 2006
  • Kaya D.A. “Elektroeğirme Yöntemiyle Al2O3.TiO2 Nanoliflerin Üretimi ve Karakterizasyonu”, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Afyon, 2009
  • Ramakrishna, S., Kazutoshi., F., Wee-Eong, T., Teik-Cheng, L., Zuwei, M. "An İntroduction to Electrospinning and Nanofibers" World Scientific Publishing Company, Singapore, 2005
  • Bezir N.Ç., Evcin A., Kayalı R., Özen M.K. and Oktay A. “Investigation of structural, electronic and optical properties of Ag-doped TiO2 nanofibers fabricated by electrospinning” Crystal Research and Technology., Volume 51, Issue 1, pages 65–73
  • Nataraj, S. K., Yang, K. S. ve Aminabhavi, T. M. “Polyacrylonitrile-based nanofibers-a state-of the art review”. Progress in Polymer Science, 37, 487—513 2012
  • Yılmazer M. “Elektro Döndürme Yöntemi İle Elde Edilen Karbon Nanolif Ve Karbon Nanotüplerin Karakterizasyonu Ve İşlevselleştirilmesi” İTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, İstanbul 2014
  • Zhou P., Chen L., Zhang M., Huang Q., Cui C., Li X., Wang L., Li L., Yang C., Li Y. “Embedding α-MnSe nanodots in nitrogen-doped electrospinning carbon nanofibers to enhanced storage properties of lithium-ion batteries” Journal of Alloys and Compounds, Volume 797, 826-833 2019
  • Zhao Y., Zhao Z., Wei M., Jiang X., Li H., Gao J., Hou L. “Preparation of Si-doped and cross linked carbon nanofibers via electrospinning and their supercapacitive properties” Progress in Natural Science: Materials International, Volume 28, Issue 3, 337-344 2018
  • He Z., Li M., Li Y., Wang L., Zhu J., Meng W., Li C., Zhou H., Dai L. “Electrospun nitrogen-doped carbon nanofiber as negative electrode for vanadium redox flow battery” Applied Surface Science, Volume 469, 423-430, 2019
  • Yuan Z., Dong L., Gao Q., HuangZ., Wang L., Wang G., Yu X. “SnSb alloy nanoparticles embedded in N-doped porous carbon nanofibers as a high-capacity anode material for lithium-ion batteries” Journal of Alloys and Compounds, Volume 777, 775-783 2019
Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • ISSN: 2148-466X
  • Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
  • Başlangıç: 2012
  • Yayıncı: Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

17-4 PH Paslanmaz Çeliklerin Tornalamasında Farklı Kaplama Tiplerinin Kesme Kuvvetlerine Etkilerinin İncelenmesi

Saltuk Alper YAŞAR, Gültekin UZUN, İhsan KORKUT

Farklı Presleme Basınçları İle Üretilen Toz Metal Çeliklerin Aşınma Davranışlarının Belirlenmesi

İjlal ŞİMŞEK, Dursun ÖZYÜREK, Doğan ŞİMŞEK

Elektroeğirme Yöntemiyle Ag Katkılı Karbon Nanoliflerin Sentezi

Atilla EVCİN, Bahri ERSOY, Nalan ÇİÇEK BEZİR

Buldan (Denizli) İlçesi Feldispatlarının Seramik Sektöründe Kullanımına Yönelik Mineralojik-Petrografik ve Jeokimyasal Özelliklerinin Belirlenmesi

Ahmet YILDIZ, Bahri ERSOY, Haydar BAŞER, Can BAŞARAN, Metin BAĞCI

Application of Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy to Analysis of Clays

Ceyda BİLGİÇ, Şafak BİLGİÇ

İndirgenmiş Grafen Oksit Katkılı UHMWPE Kompozitin Kuru ve Sulu Ortamlarda Aşınma Davranışlarının Karşılaştırılması

Alime ÇOLAK, Ferda MİNDİVAN, Meryem GÖKTAŞ

Toz Metalürjisi Yöntemiyle Üretilen 17-4 PH Paslanmaz Çeliklerde Mo Miktarının Korozyon Davranışlarına Etkisi

Dursun ÖZYÜREK, İjlal ŞİMŞEK, Öznur DİNCEL, Doğan ŞİMŞEK

Elektrolitik Kaplanmış Nikel/Grafen Kompozit Kaplamaların Üretimi ve Karakterizasyonu

Ferda MİNDİVAN, Kemal AYDIN, Harun MİNDİVAN

LM6 Alüminyum Alaşımlarında Zr’nin Etkisi

Tansel TUNÇAY

Slip Dökümle Üretilmiş Yunan Kırmızı Çamur Bünyelerin Sinterleme Özellikleri

Nermin DEMİRKOL, Vildan SAMANCI