Автор AZoNano декабрь 2 2020

Исследователи Сколтеха исследовали процедуру доставки катализатора, используемую в наиболее распространенном методе производства углеродных нанотрубок, химическом осаждении из паровой фазы (CVD), предложив то, что они называют «простым и элегантным» способом повышения производительности и создания мощностей. путь к более дешевой и доступной технологии на основе нанотрубок. Статья была опубликована в Chemical Engineering Journal .

Одностенные углеродные нанотрубки (ОСУНТ), крошечные свернутые листы графена толщиной всего в один атом, имеют огромные перспективы, когда дело доходит до приложений в материаловедении и электронике.

Это причина того, почему так много усилий сосредоточено на совершенствовании синтеза ОСУНТ; от физических методов, таких как использование лазерных лучей для абляции графитовой мишени, вплоть до наиболее распространенного подхода CVD, когда частицы металлического катализатора используются для «очистки» углеродсодержащего газа от его углерода и выращивания нанотрубок на этих частицах .

«Путь от сырья к углеродным нанотрубкам требует тонкого баланса между десятками параметров реактора. Образование углеродных нанотрубок – сложный и сложный процесс, который изучается в течение долгого времени, но все еще хранит много секретов , " объясняет Альберт Насибулин, профессор Сколтеха и адъюнкт-профессор кафедры химии и материаловедения Школы химической инженерии Университета Аалто.

Уже были предложены различные способы усиления активации катализатора для получения большего количества ОУНТ с требуемыми свойствами. Насибулин и его коллеги сосредоточились на процедуре закачки, а именно на том, как распределять пары ферроцена (обычно используемый предшественник катализатора) внутри реактора.

Они выращивали свои углеродные нанотрубки, используя метод аэрозольного CVD, используя моноксид углерода в качестве источника углерода, и контролировали производительность синтеза и характеристики ОСУНТ (такие как их диаметр) в зависимости от скорости введения катализатора и концентрации CO ₂ (используется как средство точной настройки).

В конечном итоге исследователи пришли к выводу, что «регулировка расхода инжектора может привести к 9-кратному увеличению производительности синтеза при сохранении большинства характеристик ОСУНТ», таких как их диаметр, доля дефектных нанотрубок , и проводимость пленки.

«Каждая технология всегда связана с эффективностью. Когда дело доходит до производства нанотрубок методом химического осаждения из паровой фазы, эффективность катализатора обычно находится вне поля зрения. Однако мы видим в этом большие возможности, и эта работа – только первый шаг. к эффективной технологии », – говорит Дмитрий Красников, старший научный сотрудник Сколтеха и соавтор статьи.

Источник: https://www.skoltech.ru/en/