3.2 ỨNG DỤNG CỦA Cu2O NANO DẠNG BỘT
3.2.1.1 Ảnh hưởng của tốc độ dũng khớ axetilen
a b
e
d c
Hỡnh 3.16: Ảnh SEM của sợi cacbon hỡnh thành khi tốc độ thổi khớ axetilen khỏc nhau: 11 ml/phỳt (a), 22 ml/phỳt (b), 28 ml/phỳt (c), 35 ml/phỳt (d), 40 ml/phỳt (e)
Khi khảo sỏt ảnh hưởng của tốc độ dũng khớ axetilen, chỳng tụi cố định: nhiệt độ
phản ứng (250°C), lượng xỳc tỏc Cu2O nano (0.05 g), thời gian phản ứng (30 phỳt).
Riờng tốc độ dũng khớ axetilen thay đổi (trong khoảng 11-40 ml/phỳt).
Ảnh SEM (Hỡnh 3.16) cho thấy tốc độ dũng khớ ảnh hưởng lớn đến hỡnh dỏng và kớch thước sợi cacbon. Khi tốc độ dũng là 11 ml/phỳt (Hỡnh 3.16a) thu được sợi cacbon cú độ xoắn khụng cao. Độ xoắn tăng lờn khi tốc độ dũng đạt 22 ml/phỳt. Tuy nhiờn, khi tốc độ dũng lớn hơn 22 ml/phỳt thỡ cú hiện tượng một nhúm cỏc sợi cacbon cựng lớn lờn từ một điểm và độ xoắn giảm dần (Hỡnh 3.16c,d,e). Nguyờn nhõn cú thể là do khi tăng tốc độ dũng khớ thỡ tốc độ của phản ứng cũng tăng, dẫn tới sự cạnh tranh phỏt triển của cỏc sợi cacbon trờn cựng một điểm xỳc tỏc. Như vậy, tốc độ dũng khớ tối ưu cho mục đớch tạo sợi cacbon xoắn là 22 ml/phỳt.
3.2.1.2 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng
Khi khảo sỏt ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hỡnh dạng và độ đồng đều của
sợi cacbon, chỳng tụi cố định: lượng xỳc tỏc Cu2O nano (0.05 g), tốc độ dũng khớ
axetilen (22 ml/phỳt hay 1.3 l/h), nhiệt độ phản ứng (250°C). Riờng thời gian phản ứng thay đổi (từ 10 phỳt đến 90 phỳt). Ảnh SEM của sản phẩm được đưa ra ở Hỡnh 3.17 và 3.18. Hỡnh 3.18 là ảnh SEM phúng to của sản phẩm.
Ảnh SEM cho thấy khi tăng thời gian phản ứng thỡ độ đồng đều, chiều dài và độ xoắn của sợi cacbon tăng lờn. Cụ thể, khi thời gian phản ứng là 10 phỳt và 15 phỳt (Hỡnh 3.17a và 3.17b) thỡ sản phẩm thu được chỉ là cỏc sợi vụn, cú hỡnh dỏng và kớch thước khỏc nhau. Thời gian phản ứng tăng lờn 30 phỳt thỡ kết quả thu được đó cú sự khỏc biệt rừ rệt, cỏc sợi cacbon phỏt triển dài hơn (Hỡnh 3.17c), tuy nhiờn kớch thước sợi chưa đồng đều. Khi thời gian phản ứng là 60 phỳt thỡ sản phẩm thu được là những sợi cacbon rất dài và bắt đầu xuất hiện sợi cacbon xoắn (Hỡnh 3.17d). Đặc biệt, khi thời gian phản ứng là 90 phỳt thỡ sản phẩm thu được là những sợi cacbon xoắn (Hỡnh
3.17e), cú độ đồng đều cao về kớch thước cũng như độ xoắn (Hỡnh 3.18). c e d b a
Hỡnh 3.17: Ảnh SEM sợi cacbon khi thời gian phản ứng là :10 phỳt (a), 15 phỳt (b), 30 phỳt(c), 60 phỳt (d), 90 phỳt (e) (c), 60 phỳt (d), 90 phỳt (e)
Rất tiếc, do đường kớnh của ống thủy tinh cũng như của lũ nung ống quỏ nhỏ, nờn chỳng tụi khụng thể tăng thời gian phản ứng lờn hơn 90 phỳt, do khi thời gian quỏ dài thỡ lượng sản phẩm tạo thành quỏ nhiều làm chỳng bị nộn chặt lại và bị chuyển từ
tạo ra những sợi cacbon xoắn cú độ đàn hồi cao nờn chỳng tụi chọn thời gian phản ứng là 90 phỳt cho những thớ nghiệm tiếp theo.
a b
Hỡnh 3.18: Ảnh SEM phúng to của sợi cacbon khi thời gian phản ứng là 90 phỳt với độ phúngđại là 150000 lần (a) và 90000 lần (b) đại là 150000 lần (a) và 90000 lần (b)