Efecto de la Temperatura de Pirólisis en la Propiedad Eléctrica y la Fotosensibilidad de una Fibra de Carbono Derivada de PAN-PMMA
Autores: Xu, Tyler; Nguyen, Antonino; Rosas, Noe; Flores, Isidro; Chen, Cindy; Gan, Jeremy B.; Hamdan, Anan S.; Gan, Yong X.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Efecto de la Temperatura de Pirólisis en la Propiedad Eléctrica y la Fotosensibilidad de una Fibra de Carbono Derivada de PAN-PMMA
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Fibras
Temperatura de pirólisis
Comportamiento eléctrico conductor
Fotosensibilidad
Fibra a base de carbono
Solución polimérica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Las fibras son materiales prometedores que se están utilizando en electrónica, principalmente en las áreas de capacitores y sensores. En este estudio, examinamos el efecto de la temperatura de pirólisis en el comportamiento de conductividad eléctrica y fotosensibilidad de una fibra a base de carbono, que se fabricó mediante electrohilado de una solución polimérica que contiene poliacrilonitrilo (PAN), polimetilmetacrilato (PMMA) y dimetilformamida (DMF). La conversión de la fibra polimérica en una fibra de carbono se realizó a través de la pirólisis controlada, durante la cual ocurrieron la oxidación, estabilización y carbonización. Después de la oxidación a una temperatura elevada, la fibra polimérica lineal se estabilizó para tener una estructura de esqueleto. Luego, la fibra oxidada se trató en un rango de temperatura aún más alto para ser parcialmente carbonizada bajo la protección de gas argón. Utilizamos múltiples muestras de las fibras tratadas a varias temperaturas de pirólisis dentro de un horno de calor y examinamos los efectos de las temperaturas en las propiedades. La fibra parcialmente carbonizada es altamente activa en términos de generación de electrones bajo excitación de energía de fotones. La propiedad eléctrica y fotovoltaica única se debe a su comportamiento semiconductores. La morfología de la muestra antes y después de la pirólisis se examinó utilizando microscopía electrónica de barrido (SEM). Las imágenes de SEM mostraron la contracción de la fibra debido a la pirólisis. Hay dos etapas de cinética de pirólisis. La Etapa I está relacionada con la oxidación del polímero PAN. La Etapa II está asociada con la carbonización y la energía de activación de la carbonización se calcula como 118 kJ/mol.
Descripción
Las fibras son materiales prometedores que se están utilizando en electrónica, principalmente en las áreas de capacitores y sensores. En este estudio, examinamos el efecto de la temperatura de pirólisis en el comportamiento de conductividad eléctrica y fotosensibilidad de una fibra a base de carbono, que se fabricó mediante electrohilado de una solución polimérica que contiene poliacrilonitrilo (PAN), polimetilmetacrilato (PMMA) y dimetilformamida (DMF). La conversión de la fibra polimérica en una fibra de carbono se realizó a través de la pirólisis controlada, durante la cual ocurrieron la oxidación, estabilización y carbonización. Después de la oxidación a una temperatura elevada, la fibra polimérica lineal se estabilizó para tener una estructura de esqueleto. Luego, la fibra oxidada se trató en un rango de temperatura aún más alto para ser parcialmente carbonizada bajo la protección de gas argón. Utilizamos múltiples muestras de las fibras tratadas a varias temperaturas de pirólisis dentro de un horno de calor y examinamos los efectos de las temperaturas en las propiedades. La fibra parcialmente carbonizada es altamente activa en términos de generación de electrones bajo excitación de energía de fotones. La propiedad eléctrica y fotovoltaica única se debe a su comportamiento semiconductores. La morfología de la muestra antes y después de la pirólisis se examinó utilizando microscopía electrónica de barrido (SEM). Las imágenes de SEM mostraron la contracción de la fibra debido a la pirólisis. Hay dos etapas de cinética de pirólisis. La Etapa I está relacionada con la oxidación del polímero PAN. La Etapa II está asociada con la carbonización y la energía de activación de la carbonización se calcula como 118 kJ/mol.