عنوان :
ساخت و مشخصه يابي ساختاري و مدل‌سازي هدايت يوني غشاي نانوليفي پليوينيليدينفلورايد (PVDF) حاوي نانوذرات گرافناكسيد (GO) و دياكسيدتيتانيوم (TiO2)
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تكنولوژي نساجي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده نساجي
صفحه شمار :
نه، [۱۰۹]ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
داريوش سمناني، مصطفي يوسفي
استاد مشاور :
بهزاد رضايي
توصيفگر ها :
باتري يون ليتيوم , غشا نانوليفي پليوينيليدينفلورايد , گرافناكسيد , دياكسيدتيتانيوم , طيفسنجي امپدانس الكتروشيميايي , ولتامتري چرخهاي , ضريب نفوذ , پراش پرتو ايكس
استاد داور :
حسين فشندي، افسانه پورولي
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/12/13
چكيده فارسي :
چكيده در تحقيق حاضر در مرحله اول نانوالياف PVDF با غلظتهاي پليمري ۲۱ و ۴۱ وزني حاوي نانوذرات گرافناكسيد و 2 TiO به روش الكتروريسي تهيه شد بررسي مورفولوژي غشاهاي نانوليفي با استفاده از ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي انجام و ساختار يكنواخت نانوالياف فاقد بيد تائيد شد همچنين مشاهده شد كه با افزودن نانوذرات گرافناكسيد قطر نانوالياف كاهش و با افزودن 2 TiO قطر نانوالياف افزايش يافت و با افزودن هر دو نانوذره بهصورت همزمان تقريبا قطري مشابه با نانوالياف PVDF خالص حاصل شد در مرحله بعد بهمنظور تائيد وجود نانوذرات گرافناكسيد و 2 TiO در غشاهاي نانوليفي و همچنين حصول اطمينان از عدم واكنش شيميايي بين PVDF و نانوذرات طيف مادونقرمز غشاهاي نانوليفي بررسي شد و نتايج حضور نانوذرات 2 TiO و گرافناكسيد و عدم واكنش شيميايي بين PVDF و اين نانوذرات را تائيد كردند تخلخل غشا با استفاده از تصاوير SEM و روش وزنسنجي اندازهگيري شد و اندازه منافذ و ميزان تخلخل تعيين شد نتايج تخلخل ۹۷ ۱۹ را نشان داد كه با افزودن گرافن اكسيد تخلخل افزايش و اندازه منافذ كاهش و با افزودن 2 TiO تخلخل كاهش و اندازه منافذ افزايش يافت ميزان جذب الكتروليت نيز اندازهگيري شد و نتايج نشان داد با افزودن گرافناكسيد ميزان جذب الكتروليت افزايش بيشتري نسبت به افزايش جذب الكتروليت با افزودن 2 TiO دارد هدايت يوني غشاهاي نانوليفي الكتروريسي شده در دماي محيط با استفاده از روش طيفسنجي امپدانس الكتروشيميايي اندازهگيري شد نتايج نشان داد كه حضور نانوذرات گرافناكسيد 2 TiO و هر دو نانوذره بهصورت همزمان هدايت يوني را بهبود ميبخشد هدايت يوني از ۰ ۷۵ mS cm براي غشا PVDF خالص با افزودن گرافناكسيد به ۳ ۵۱ mS cm با افزودن 2 TiO به ۲ ۳۸ mS cm و با افزودن هر دو نانوذره بهصورت همزمان به ۲ ۷۳ mS cm رسيد همچنين رفتار الكتروشيميايي غشاهاي نانوليفي توسط روش ولتامتري چرخهاي بررسي شد نتايج نشان داد كه بعد از يك افت جريان اوليه جريان حالت ثابت مييابد و فرايند برگشتپذيري مشاهده ميشود همچنين نتايج شارژ دشارژ افزايش زمان دشارژ با افزودن نانوذره گرافناكسيد را نشان ميدهند با توجه به نتايج ضريب نفوذ يوني غشاهاي نانوليفي ميتوان بيان نمود كه درون غشاهاي نانوليفي با نانوذرات گرافناكسيد يونهاي ليتيوم با سهولت بيشتري حركت ميكنند اين سهولت حركت در غشاهاي نانوليفي حاوي نانوذرات 2 TiO و نانوذرات گرافناكسيد و 2 TiO بهصورت همزمان نيز بيشتر از غشاهاي نانوليفي PVDF بدون نانوذرات است كلمات كليدي باتري يون ليتيوم غشا نانوليفي پليوينيليدينفلورايد گرافناكسيد دياكسيدتيتانيوم طيفسنجي امپدانس الكتروشيميايي ولتامتري چرخهاي ضريب نفوذ پراش پرتو ايكس
چكيده انگليسي :
9AbstractIn the present study PVDF nanofibrous membrane were produced with different nanoparticle GO TiO2 and polymer concentration 12 and 14 wt using the electrospinning process Themorphology of nanofiber membranes was characterized using optical microscopy and SEM toconfirm homogeneous and uniform nanofiber structure It was also observed that adding grapheneoxide nanoparticles reduced the nanofiber diameter and increased the diameter of the nanofibers byadding TiO2 and the addition of both nanoparticle was approximately the same diameter as the purePVDF nanofibers In order to confirm the presence of graphene oxide and TiO2 nanoparticles innanofiber membranes and to ensure that there is no chemical reaction between PVDF andnanoparticles nanofiber membrane were analyzed by FTIR spectroscopy and results of presence ofTiO2 and graphene oxide nanoparticles and lack of chemical reaction between PVDF and thesenanoparticles Confirmed The porosity of the membrane was measured using SEM images and theGravimetry method PVDF nanofiber membrane with different nanoparticle exhibited a high porosityof 79 91 Porosity increased with adding graphene oxide nanoparticles and porosity decreased withaddition of TiO2 The electrolyte uptake amount was also measured and the results showed that byadding graphene oxide the electrolyte uptake increased more than the increase in electrolyteadsorption by addition of TiO2 The ion conductivity of electrospinning nanofiber membranes atroom temperature was measured by electrochemical impedance spectroscopy EIS The resultsshowed that the presence of graphene oxide nanoparticles TiO2 and both nanoparticles improvedionic conductivity ion conductivity of 0 75 mS cm for pure PVDF membrane Increased byadding graphene oxide to 3 51 mS cm by adding TiO2 to 2 38 mS cm and by adding bothnanoparticles simultaneously to 2 73 mS cm Also the electrochemical behavior of nanofibermembranes was investigated by cyclic voltammetry method The results showed that after a initialcurrent decrease the current is constant and the reversibility process is observed Also the charge discharge results show an increase in discharge time by adding graphene oxide nanoparticles According to the results of ionic dispersion factor of nanofiber membranes It can be said that innanofiber membranes with graphene oxide nanoparticles lithium ions move more easily This easeof movement in nanofiber membranes containing TiO2 nanoparticles and graphene oxide TiO2nanoparticles simultaneously is also greater than PVDF nanofiber membranes without nanoparticles Keyword Lithium Ion Battery LIB Polyvinylidene fluoride Graphene Oxide GO Titaniumdioxide TiO2 Electrochemical Impedance Spectroscopy EIS Cyclic Voltammetry CV
استاد راهنما :
داريوش سمناني، مصطفي يوسفي
استاد مشاور :
بهزاد رضايي
استاد داور :
حسين فشندي، افسانه پورولي
