TỔNG HỢP VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA HẠT NANO CARBON  BẰNG PLASMA NHIỆT

Trần Văn Huỳnh; Lê Thị Hồng Hiệp; Tô Thanh Vũ; Trần Thanh Trà; Nguyễn Hoàng Tùng; Nguyễn Thanh Tùng

doi:10.34238/tnu-jst.10526

TỔNG HỢP VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA HẠT NANO CARBON BẰNG PLASMA NHIỆT

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 03/06/24 Ngày hoàn thiện: 10/07/24 Ngày đăng: 11/07/24

Các tác giả

1. Trần Văn Huỳnh , Trường Đại học Phòng cháy chữa cháy
2. Lê Thị Hồng Hiệp, Trường Đại học Phòng cháy chữa cháy
3. Tô Thanh Vũ, Trường Đại học Phòng cháy chữa cháy
4. Trần Thanh Trà, Trường Đại học Hoa Lư
5. Nguyễn Hoàng Tùng, Viện Khoa học vật liệu
6. Nguyễn Thanh Tùng, 1) Viện Khoa học vật liệu, 2) Học viện Khoa học và công nghệ

Tóm tắt

Vật liệu nano carbon đã được nghiên cứu rộng rãi trong những năm gần đây do các đặc tính vượt trội của chúng, cho phép chúng được ứng dụng linh hoạt trong các lĩnh vực khác nhau như năng lượng, điện tử, môi trường, ô tô, hàng không vũ trụ, y sinh và quang học. Phương pháp plasma nhiệt là phương pháp tổng hợp vật liệu nano có nhiều ưu điểm như có công suất lớn, hiệu suất cao, hạn chế phải dùng hóa chất. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tổng hợp nano carbon bằng plasma nhiệt một chiều sử dụng khí plasma nitrogen. Nano carbon sau đó được phân tích hình ảnh bề mặt để xác định kích thước hạt, được phân tích để xác định diện tích bề mặt và độ tinh khiết. Kết quả thu được nano carbon có kích thước đồng đều, với kích thước khoảng 100 nm, diện tích bề mặt lớn, hơn 100 m²/g, độ tinh khiết cao. Với các tính chất như vậy, nano carbon chế tạo được có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đặc biệt trong lĩnh vực điện tử, môi trường, y sinh.

Từ khóa

Nano carbon; Plasma nhiệt; Nitrogen; Diện tích bề mặt lớn; Độ tinh khiết cao

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] M. Sajid, “Nanomaterials: types, properties, recent advances, and toxicity concerns,” Current Opinion in Environmental Science & Health, vol. 25, p. 100319, Feb. 2022.

[2] Z. Zahra, Z. Habib, S. Chung, and M. A. Badshah, “Exposure Route of TiO2 NPs from Industrial Applications to Wastewater Treatment and Their Impacts on the Agro-Environment,” Nanomaterials, vol. 10, no. 8, p. 1469, Jul. 2020.

[3] L. Rassaei, F. Marken, M. Sillanpää, M. Amiri, C. M. Cirtiu, and M. Sillanpää, “Nanoparticles in electrochemical sensors for environmental monitoring,” TrAC Trends in Analytical Chemistry, vol. 30, no. 11, pp. 1704–1715, Dec. 2011.

[4] J. Chen et al., “Emerging Nanoparticles in Food: Sources, Application, and Safety,” J. Agric. Food Chem., vol. 71, no. 8, pp. 3564–3582, Mar. 2023.

[5] D. Guo, G. Xie, and J. Luo, “Mechanical properties of nanoparticles: basics and applications,” J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 47, no. 1, p. 013001, Jan. 2014.

[6] K. S. Kim and T. H. Kim, “Nanofabrication by thermal plasma jets: From nanoparticles to low-dimensional nanomaterials,” Journal of Applied Physics, vol. 125, no. 7, p. 070901, Feb. 2019.

[7] J. Nava-Avendaño, M. Nussbaum, and J. Veilleux, “Thermal Plasma Synthesis of Li2S Nanoparticles for Application in Lithium-Sulfur Batteries,” Plasma Chem Plasma Process, vol. 41, no. 4, pp. 1149–1167, Jul. 2021.

[8] K. Savkin et al., “Synthesis of magnesium oxide and zinc oxide powders in a glow discharge plasma at atmospheric pressure,” Ceramics International, vol. 50, no. 5, pp. 8185–8197, Mar. 2024.

[9] Y. Zheng, Q. Zhou, H. Liu, P. Hu, and J. Wang, “Transient and scalable synthesis of metal-carbon nanocomposites by thermal plasma with self-coordinated mechanism,” Journal of Alloys and Compounds, vol. 968, p. 172031, Dec. 2023.

[10] L. Kumaresan, G. Shanmugavelayutham, S. Surendran, and U. Sim, “Thermal plasma arc discharge method for high-yield production of hexagonal AlN nanoparticles: synthesis and characterization,” J. Korean Ceram. Soc., vol. 59, no. 3, pp. 338–349, May 2022.

[11] L. Kumaresan, G. Shanmugavelayutham, and P. Saravanan, “Single-phase ferromagnetic iron nitride (ε-Fe3N) nanoparticles synthesized by thermal plasma method for oxygen evolution and supercapacitor applications,” Appl. Phys. A, vol. 128, no. 12, p. 1073, Dec. 2022.

[12] L. N. M. De Araújo et al., “ZnWO4 nanocrystals prepared by thermal plasma processing,” J Mater Sci, vol. 58, no. 16, pp. 6944–6971, Apr. 2023.

[13] L. N. M. Araújo et al., “Supercapacitor electrode properties of NiWO4 nanocrystals processed by thermal plasma and deposited on the FTO substrate,” Journal of Energy Storage, vol. 77, p. 109999, Jan. 2024.

[14] C. Wang, T. Imahori, Y. Tanaka, T. Sakuta, H. Takikawa, and H. Matsuo, “Synthesis of fullerenes from carbon powder by using high power induction thermal plasma,” Thin Solid Films, vol. 390, no. 1–2, pp. 31–36, Jun. 2001.

[15] A. Mohanta, B. Lanfant, and M. Leparoux, “Induction Plasma Synthesis of Graphene Nano-flakes with In Situ Investigation of Ar–H2–CH4 Plasma by Optical Emission Spectroscopy,” Plasma Chem Plasma Process, vol. 39, no. 5, pp. 1161–1179, Sep. 2019.

[16] F. Casteignau et al., “Synthesis of Carbon Nanohorns by Inductively Coupled Plasma,” Plasma Chem Plasma Process, vol. 42, no. 3, pp. 465–481, May 2022.

[17] W. A. Kyei-Manu et al., “Effect of Carbon Black on Heat Build-up and Energy Dissipation in Rubber Materials,” in Advances in Polymer Science, Berlin, Heidelberg: Springer, 2024.

[18] M. Andrade-Guel et al., “Synthesis of Nylon 6/Modified Carbon Black Nanocomposites for Application in Uric Acid Adsorption,” Materials, vol. 13, no. 22, p. 5173, Nov. 2020.

[19] S. Singh, P. K. Bairagi, and N. Verma, “Candle soot-derived carbon nanoparticles: An inexpensive and efficient electrode for microbial fuel cells,” Electrochimica Acta, vol. 264, pp. 119–127, Feb. 2018.

[20] X. Luo, S. Chen, T. Hu, Y. Chen, and F. Li, “Renewable biomass‐derived carbons for electrochemical capacitor applications,” SusMat, vol. 1, no. 2, pp. 211–240, Jun. 2021.

[21] M. Youssry, F. Z. Kamand, M. I. Magzoub, and M. S. Nasser, “Aqueous dispersions of carbon black and its hybrid with carbon nanofibers,” RSC Adv., vol. 8, no. 56, pp. 32119–32131, 2018.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.10526

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ