Dissertação

Electric Field Controlled Synthesis of Carbon Nanotubes EVALUATED

Desde a descoberta dos nanotubos de carbono em 1991, o interesse neste material aumentou exponencialmente. Existem alternativas no que toca a métodos de produção, no entanto, são normalmente caros e demorados. A síntese por chamas surgiu como uma alternativa com enorme potencial, uma vez que é energeticamente eficiente, escalável, económica e rápida. Uma chama de pré-mistura Propano/Ar com co-fluxo de inerte foi utilizada juntamente com um campo elétrico DC moderado para avaliar o efeito na produção mássica e na morfologia dos CNT sintetizados. Reynolds de 250, 300 e 400 foram analisados, visto que estes valores permitem uma chama de envelope favorável à produção de nanotubos. Uma chapa de aço inoxidável 303L atuou como substrato. As medições de massa realizadas levaram à conclusão de que a aplicação de voltagem ao substrato resulta em aumento da produção. Para todas as condições testadas, aplicar 30V ao substrato provou ser a situação ideal para melhorar a produção mássica. Em contrapartida, voltagens negativas não mostraram sinais de ganhos em termos de massa e revelaram alguma inconsistência, com uma evolução mássica exibindo comportamentos diferentes para Reynolds distintos. Concluiu-se também que o diâmetro esperado diminui com a voltagem aplicada e que a atividade catalítica é melhorada. Medições de temperatura e análise de PIV mostraram que a presença do campo elétrico não afeta o escoamento da mistura. Adicionalmente, o mecanismo da taxa de crescimento mássico revelou ser idêntico independentemente da presença do campo, e um modelo analítico monomolecular foi sugerido para o descrever.
Nanotubos de Carbono, síntese por chama, campo eléctrico, crescimento mássico, velocimetria de imagem de partículas, chama de pré-mistura.

dezembro 6, 2019, 16:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Edgar Caetano Fernandes

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Luísa Maria Leal da Silva Marques

IN+ Centro de Estudos em Inovação, Tecnologia e Políticas de Desenvolvimento

Investigador