تبدیل کربن دی اکسید به نانو فیبر کربن

سیزدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ها و ایده های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ها یاری نموده اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده های جالب، علاوه بر قدر دانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: تبدیل کربن دی اکسید به نانو فیبر کربن
نام ارائه دهنده/دهند گان: الهه مطیعی، پریناز رفعتی
زمینه و نوع پروژه: زیست شناسی
درجه سختی: دشوار
نام مدرسه: دبیرستان فدک

چکیده پروژه
هدف دانش آموزان از این پژوهش تبدیل کربن دی اکسید به نانو فیبر کربن بود.

مقدمه
گاز کربن دی اکسید یک گاز گلخانه ای است که به عنوان عامل اساسی در چرخه حیات موجودات زنده محسوب می شود و در فرآیند فتوسنتز نقش ضروری دارد. این گاز بر اثر احتراق (سوختن کامل) مواد آلی در مجاورت اکسیژن و تنفس جانوران و گیاهان به وجود می آید که انتشار بیش از حد این گاز ناشی از فعالیت های بشری اثرات سوئی بر محیط زیست می گذارد که باعث افزایش دمای کره زمین می شود هم چنین قرار گرفتن به مدت طولانی در معرض گاز کربنیک اسید یا ₂ CO باعث رسوب کلسیم در بافت های بدن می شود و برای قلب سمی است و نیروی انقباضی آن را کاهش می دهد.

با توجه به افزایش جمعیت و افزایش فعالیت های صنعتی مقدار این گاز به بیش از حد مجاز می رسد، از این رو یافتن راهکاری برای تبدیل این گاز به مواد کم ضرر تر حیاتی و مهم است. کربن دی‌اکسید، دی‌اکسید کربن یا گازکربنیک با، از ترکیب کربُن با اکسیژن به دست می‌ آید. گاز کربنیک بر اثر احتراق ذغال و مواد آلی در مجاورت اکسیژن، تخمیر مایعات، تنفس حیوانات و گیاهان و غیره به دست می‌ آید. کربن دی اکسید دارای دو پیوند دوگانه o=c=o می ‌باشد تعداد پیوندهای کووالانسی در آن ۴ می ‌باشد و دو قلمرو الکترونی دارد. کربن دی اکسید گازی بی رنگ بی بو است و جرم مولی آن 44 گرم است. چهارمین گاز فراوان است که یکنواخت در سراسر جو زمین توزیع شده است.

هدف
هدف دانش آموزان از این پژوهش تبدیل کربن دی اکسید به نانو فیبر کربن بود.

روش
پژوهش حاضر از لحاظ هدف کاربردی و از لحاظ روش از نوع پژوهش های آزمایشی بود. در اصل در پژوهش حاضر تلاش شد با استفاده از واکنش یک اکسید فلزی و کربن دی اکسید، که فراورده آن کربنات فلز است، الیاف کربنی تولید شود.

در این روش دانش آموزان با یافتن دما و ولتاژ مشخص و با استفاده از الکترولیز اجزا سازنده را از هم جدا کردند. با استفاده از یکی از روش های تولید نانو الیاف که همان الکتروریسی است، نانو الیاف کربنی ساختند.

کربن دی اکسید مورد نیاز دانش آموزان در آزمایش‌ ها به دو طریق تامین می شود. اول یخ خشک و دوم تولید کربن دی اکسید با استفاده از آزمایش‌ های ساده همچون ترکیب سرکه و جوش شیرین و نمک طعام و نوشابه تهیه شد.
 
دانش آموزان می خواستند مقدار کربن دی اکسید تولید شده بیشترین مقدار ممکن باشد با استفاده از قانون گازهای آرمانی و با توجه به معادلات واکنش مقادیر مورد نیاز استیک اسید (سرکه) و سدیم بی کربنات را محاسبه نمودند. دانش آموزان مجدد همین مراحل را برای جدا سازی کربن دی اکسید از نوشابه انجام دادند و دریافتند که واکنش سرکه و جوش شیرین مقدار بیشتری از کربن دی اکسید را آزاد می کند. بنابراین آن ها مقداری سرکه و جوش شیرین را باهم ترکیب کرده و کربن دی اکسید تولید کردند.
 
مهارت های کسب شده
1. آشنایی با شیوه انجام کار گروهی
2. آشنایی با شیوه های جستجو در اینترنت
3. آشنایی با شیوه انجام پژوهش و نوشتن مقاله
4. آشنایی با نحوه ارائه گزارش عملکرد
5. آشنایی با روش ایده یابی (توفان مغزی)
6. آشنایی با مهارت کاربرد ابزار و وسایل مورد نیاز
7. آشنایی با پروپوزال نویسی
8. آشنایی با نحوه انجام آزمایش

دانش آموزان در پژوهش حاضر سعی در تبدیل کربن دی اکسید به چه چیزی را داشتند؟ نانو فیبر کربن
1. نانوفیبر کربن
2. اکسیژن
3. متان
4. هیچکدام

 مطالب مرتبط:
فرایند تولید متانول
بادبان

تهیه کننده: مهدی رحمانی - تنظیم کننده: محبوبه همت