تهیه نانوکامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- نانولوله کربنی به روش سنتز درجا و بررسی مورفولوژی و ریزساختار آن

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران

2 پژوهشگاه مواد و انرژی

3 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شریف

4 پژوهشگاه مواد وانرژی

چکیده

در این کار عملی سنتز درجا پودر نانوکامپوزیت هیدروکسی آپاتیت – نانولوله‌کربن به روش سل- ژل بررسی شد. برای پخش مناسب نانولوله‌های کربنی در زمینه هیدروکسی آپاتیت، از روش، استفاده از سورفکتنت (SDS) استفاده شد و ریزساختار نانوکامپوزیت سنتز شده مورد بررسی قرارگرفت. نحوه پراکنده‌شدن نانولوله‌ها با استفاده از تکنیکهای UV-Vis، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز(FTIR) و رامان بررسی شد. برای سنتز پودر نانوکامپوزیت، ابتدا با ایجاد سلهای هموژنی از منابع کلسیمی و فسفری در محیط اتانول و سپس به آن محلولهای نانولوله‌های کربنی پراکنده شده توسط SDS در حالی که التراسونیک شده است، اضافه شد. در نهایت اختلاط این دو سل ، با همزدن در دمای محیط و به مدت 2 ساعت، ژل سیاه رنگی ایجاد، و در نهایت پس از خشک کردن ژل و عملیات ‘گرمایی در دمای 600 درجه سانتیگراد تحت اتمسفر آرگون سنتز شدند. برای ارزیابی ویژگیهای محصول از روشهای تحلیل DSC, UV-Vis, Raman, FTTR, TEM/SAED/EDX, SEM, XRD استفاده شد. نتایج نشان داد استفاده از SDS برای پراکنده کردن نانولوله‌ها در زمینه هیدروکسی آپاتیت، از رسوب آنها جلوگیری و همچنین سطح نانولوله‌ها توسط بلورکهای هیدروکسی آپاتیت به خوبی پوشش داده شده است. بررسیهای XRD نشان داد که اندازه بلورکهای هیدروکسی آپاتیت سنتز شده در حدود 50nm است که این نتیجه با TEM تایید شد و تحلیل گرمایی DSC شروع کریستالیزاسیون بلورهای هیدروکسی آپاتیت را به علت حضور نانولوله‌های کربنی در دمای پایینتر اثبات کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

In-situ Preparation of Hydroxyapatite-Carbon Nanotubes Nanocomposite and Investigation of its Microstructure and Morphology

نویسندگان [English]

  • J. Jaafaripour Maybody 1
  • E. Salahi 2
  • A. Nemati 3
  • M.H. Amin 4
1 Department of Materials Engineering, Science and Research Branch Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Materials Science and Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
3 Materials and Energy Research Center, Karaj, Iran
4 Department of Materials Science and Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

In the present study, in-situ synthesis of carbon nanotube/hydroxyapatite nano composite powder with stable homogeneous dispersions of carbon nanotubes (CNTs) was carried out using surfactant as dispersing agent. By applying sol-gel method, dispersion in the hydroxyapatite matrix and its effects on the microstructure were investigated. The chemical and phase composition, structure and morphological and size analyses were performed using XRD, FT-IR, SEM, TEM/SAED/EDX, Raman, UV-Vis spectroscopy and differential scanning calorimetry (DSC). The influences of different dispersing agents (sodium dodecyl sulfate, SDS) as a benchmark for future dispersion experiments) and excitation wavelength are discussed and the results are compared to the commonly used UV-Visible spectroscopic analysis. The results indicated that synthesis of hydroxyapatite particles in the presence of the carbon nanotubes had the best homogenization of the carbon nanotube dispersion and faster crystallization of hydroxyapatite, and the use of SDS for dispersion carbon nanotubes at hydroxyapatite matrix rendered formation of hydroxyapatite coating on CNTs surface. The average crystallite size of heat-treated (at 600°C) samples, estimated by Scherrer,s equation, was found to be ~50-60 nm that was confirmed by TEM.

کلیدواژه‌ها [English]

  • nanocomposite
  • dispersion
  • Electron microscope
  • morphology

تحت نظارت وف ایرانی