การสังเคราะห์วัสดุนาโนคาร์บอนโดยใช้สแตนเลสเกรด 304 เป็นตัวรองรับและตัวเร่งปฏิกิริยาโดยอาศัยวิธีตกสะสมไอเคมีSynthesis of Carbon Nanomaterials Using Stainless Steel Type 304 as Substrate and Catalyst by Chemical Vapor Deposition Method

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการสังเคราะห์วัสดุนาโนคาร์บอนด้วยวิธีการตกสะสมไอเคมีโดยการนำแผ่นสแตนเลสเกรด 304 มาใช้เป็นตัวรองรับและตัวเร่งปฏิกิริยาโดยตรงที่อุณหภูมิ 650 องศาเซลเซียสอัตราการไหลรวมของก๊าซ อะเซทิลีน ไฮโดรเจน และไนโตรเจน ที่อัตราส่วน 1:1:2 เท่ากับ 400 มิลลิลิตรต่อนาที เป็นเวลา 20 นาที นอกจากนี้ก่อนการป้อนก๊าซอะเซทิลีนซึ่งใช้เป็นแหล่งกำเนิดคาร์บอน แผ่นสแตนเลสเกรด 304 จะได้รับการปรับสภาพพื้นผิวในบรรยากาศของก๊าซไฮโดรเจนและไนโตรเจน เป็นเวลา 15 นาที ลักษณะทางกายภาพและประเภทของวัสดุนาโนคาร์บอนที่สังเคราะห์ได้สามารถตรวจสอบได้โดยอาศัยการวิเคราะห์ภาพถ่ายที่ได้จากเครื่อง FE-SEM และ TEM พบว่าสามารถสังเคราะห์วัสดุนาโนคาร์บอนได้ 3 ประเภท คือ ท่อนาโนคาร์บอน เส้นใยนาโนคาร์บอน และท่อนาโนคาร์บอนแบบปล้องไม้ไผ่

This research aim is to study the direct synthesis of carbon nanomaterials by chemical vapor depositionusing 304 stainless steel as both catalyst and substrate at 650°C. The ratio of mixing gases (acetylene, hydrogen and nitrogen) in chamber is controlled to constant value at 1:1:2 with a total flow rate of 400 ml/min for 20 min. Besides that, the surface treatment of 304 stainless steel substrate was performed in the atmospheric of hydrogen and nitrogen before providing acetylene as a carbon source for 15 min. The microphotograph results from FE-SEM and TEM can be used in order to investigate the physical morphology of the obtained carbon nanomaterials. Three types of carbon nanomaterials that can be synthesized are carbon nanotubes, carbon fibers and bamboo carbon nanotubes.