Τροποποίηση επιφανειακής δομής υλικών με διεργασίες πλάσματος

Abstract

The scopes of he current study were : a) the potential production of activated carbons by selective air, b) the activated carbon fiber modification for the selective adsorption of CO2 against CH4. The materials pore structure characterisation was performed using N2 adsorption at 77k and O2 adsorption at 298K. The chemical structure of the carbonaceous materials was evaluated using spectroscopic techniques such as Raman, FITR and XPS. Gas separation properties of the produced materials were estimated by CO2 and CH4 uptale curves measurement at room tempature and CO2/CH4 ideal selectivity calculation. SEM measurement were performed for the study of the modified materials. Results obtained revealed that plasma air processes are not suitable for activated carbon fiber surface resulted in the formation of composite material possessing significant CO2/CH4 gas separation properties.

Στόχοι της παρούσας διατριβής ήταν : α) η διερεύνηση της δυνατότητας παραγωγής ενεργών ανθράκων με διεργασίες πλάσματος αέρα β) η τροποποίηση ινών ενεργού άνθρακα με διεργασίες πολυμερισμού πλάσματος στην κατεύθυνση της εκλεκτικλης ρόφησης CO2 έναντι CH4. Για τα χαρακτηρισμό της πορώδους δομής των ανθρακούχων υλικών χρησιμοποιήθηκαν η προσφόρηση Ν2 στους 77Κ καθώς και η προσφόρηση CO2 στους 298Κ. Ο χαρακτηρισμός της χημικής δομής των υλικών πραγματοποιήθηκε με φασματοσκοπικές τεχνικές όπως : Raman, FTIR και XPS. Οι ιδιότητες κοσκίνου των υλικών αξιολογήθηκαν με μέτρηση των κινητικών καμπυλών ρόφησης CO2 & CH4 σε θερμοκρασία περιβάλλοντος και υπολογισμό της ιδανικής εκλεκτικότητας CO2/CH4. Για την οπτική παρατήρηση των υλικών χρησιμοποιήθηκε μικροσκοπία ηλεκτρονικής σάρωσης. Το σύνολο των αποτελεσμάτων οδηγεί στο συμπέρασμα ότι το πλάσμα αέρα δεν μπορεί να αποτελέσει μέθοδο ενεργοποίησης ανθρακούχων υλικών. Αντίθετα η εναπόθεση υμενίου στην επιφάνεια των ινών με διεργασίες πολυμερισμού πλάσματος οδηγεί στη δημιουργία σύνθετων υλικών με πολύ σημαντικές ικανότητες διαχωρισμού CO2 & CH4.