Első nanocsövek
2. Technologies nanocső növekedés
2.1 katódporlasztás grafit
grafit, a szén nanoanyag
A legelterjedtebb módszer a szintézis alkalmazásán alapul az elektromos ív grafitelektródával, tervezett Kretchmera fullerének a korom.
Előállítása szén nanocsövek katódporlasztás a következőképpen épül. A lezárt térfogatban, amely egy anódot és katódot evakuáljuk nyomáson 10 -4 Pa, majd termelnek körben inert gáz (He vagy Ar nyomáson 1-10 Pa). A gyújtás a parázsfény-kisülés a katód és az anód szállítjuk egy nagyfeszültségű 1-10 kV. A pozitív ionok a inert gáz, amely forrás egy plazma parázsfény felgyorsulnak az elektromos mező, és bombázzák a szén-dioxid-katódot, ami annak porlasztás.
Ábra. 4. Berendezés előállítására fullerének és nanocsövek katódporlasztás: 1 - grafitelektródák; 2 - hűtött réz busz; 3 - réz burkolat, 4 - rugós
Rész permet termékek tartalmazó grafit, korom, fullerének, lerakódott a hűtött kamra falairól az, és egy részét tartalmazó grafit és többfalú szén nanocsövek, - a katód felületére.
Egyfalú nanocsövek hozzáadásával állítanak elő egy kis szennyeződésként az anód Fe, Co, Ni, Cd (azaz hozzáadásával katalizátorok). Ezen túlmenően, a SWNTs kapott oxidációs többfalú nanocsövek. Abból a célból, többfalú nanocsövek feldolgozott oxidációt oxigénnel mérsékelt melegítés vagy forró salétromsavval, az utóbbi esetben van egy eltávolítása öttagú gyűrűk grafit, ami a nyitó véget ér a csövek. Az oxidáció segítségével távolítsa el a felső réteg a többrétegű cső és nyissa végződik. Mivel a reaktivitása a nanorészecskék nagyobb, mint a nanocsövek, amikor jelentős pusztulását a széntermék az oxidációs frakció nanocsövek a fennmaradó rész növekszik.
On nanocső hozamot számos tényező befolyásolja, különösen, hogy a puffergáz nyomása a reakciókamrában, az ív áram, a hűtés hatékonyságát a kamra falai és elektródái stb [22, 58].
A lézer párologtatás grafit 2.2
Fókuszálás a lencserendszer egy lézersugár letapogatja a felület egy grafit cél, hogy egységes párolgása a célanyag. A kapott gőz belép a lézeres elpárologtatás inert gázáram és végzett az alacsony hőmérsékletű, magas hőmérsékletű régió, ahol lerakódik a vízzel hűtött réz szubsztrát. Korom tartalmazó CNTs összegyűjtjük a réz szubsztrát, a falak, a kvarc csövet és hátsó oldalán a cél.
Csakúgy, mint a katódporlasztás grafit kapott többféle végső anyag: fullerének, grafit nanorészecskék és a szén nanocsövek (az egy- és többrétegű). Szerkezete és koncentrációja a CNT a kiindulási anyag döntően a hőmérséklet. 1200 o C CNT-k nem tartalmaznak hibákat, és sapkák a terminálokon. Lesüllyesztésével a fúziós hőmérsékletet 900 ° C-CNT hibák jelennek meg, melyek száma növekszik tovább csökkent a hőmérséklet, és a 200 ° C-on a CNT képződése nem figyelhető meg.
Mivel a faj elterjedt módszert, ahol ahelyett, hogy egy pulzáló lézerrel használtunk koncentrált napsugárzás. Ezt a módszert a termelés fullerének, és feldolgozás után -, hogy készítsen CNTs. Napfény éri, a sík tükör és a visszavert formák síkban párhuzamos nyaláb incidens a parabolikus tükör. A hangsúly a tükör egy grafitedényt keverékét töltjük grafit és fémporok. Jó illesztésével a kompozit megcélzott hőmérséklet eléri a 3000 K. Keel belül van a grafit cső, amely egyfajta hőpajzs. Az egész rendszer kamrába helyezzük inert gázzal töltött.
Ábra. Az 5. ábra az általános diagramját a telepítés megszerzésének szén nanocsövek lézeres párologtatás grafit.
Ábra. 5. Berendezés előállítására szén nanocsövek lézeres elpárologtatása grafit
Összehasonlítva a ívkisülés módszer, közvetlen expanziós ad részletesebb ellenőrzést a növekedési feltételek, hogy végezzen időigényes műveletek és termelnek nanocsövek magas hozammal jobb minőségű végterméket [14, 29].
2.3 kémiai gőzfázisú szénhidrogén
A módszer a plazma kémiai gőzfázisú (PECVD) van azon a tényen alapul, hogy a gáz-halmazállapotú szén-forrás (főként metán, acetilén vagy szén-monoxid) van kitéve bármilyen nagy energiaforrás (plazma vagy ellenállásfűtéssel fűtött tekercs) annak érdekében, hogy szét a molekula egy reaktív -Aktív atomi szén. Továbbá van egy permetezéssel egy fűtött szubsztrátum bevont katalizátor (általában átmeneti fémekkel az első időszak Fe, Co, Ni et al.), Amelyek lerakódnak a szén. Nanocsövek keletkeznek csak szigorúan vizsgált paraméterek.
Pontos reprodukciója növekedésének irányával nanocsövek és elhelyezkedésük a nanométeres szinten csak úgy érhető el, ha fogadó azokat katalitikus pirolízis katalizátort helyét meghatározza a helyét a nanocső.
Pirolízis-katalitikus módszer azon a tényen alapul, hogy a szén-dioxid-forrás gáz elbomlik a katalizátor a szén-dioxid, amely adszorbeálja és feloldódik a katalizátort és az egyéb reakció termékek. A növekedés a szén nanocsövek a katalizátoron elvén alapuló kialakulásának szén felületén a katalizátor mag cseppek későbbi kialakulását és növekedését a nanostruktúrák.
Reakcióvázlat a pirolízis-katalitikus szénhidrogének ábrán látható. 6.
Ábra. 6. ábra a pirolízis-katalitikus szénhidrogének
Méretek nanocsövek és annak szerkezete határozza meg a hőmérsékleti viszonyok a folyamat, a gázfázis összetétele, szerkezete és mérete a katalizátor nanoclusters.
A szerepe használt katalizátorokat quasiamorphous nikkel fólia, egy szol-gél katalizátorok etanolban (például, [Ni (NH3) 6] Cl2. [Co (NH3) 6] Cl2), oxidált acél és mások.
Meg kell jegyezni, hogy ellentétben a finom vas és nikkelpor feldolgozatlan szubsztrát acéllemezből és nikkel katalizátorok nem nanocső növekedést. Ez annak köszönhető, hogy a magas felületi energiájú finoman diszpergált rendszerek. A növekedés a szén nanocsövek az az elv megy heterofázisos gócképződés, azaz bekövetkezik a felszínen a nanorészecskék felületi energiája nagyobb, vagy egyenlő, mint az aktiválási energia a szén transzfer reakció a szén nanocső.
Attól függően, hogy az átmérője a katalizátor részecskék nőnek csak egyrétegű vagy többrétegű szén nanocsövek.
A gyakorlatban ez a tulajdonság széles körben használják a technológiát próbák pásztázószondás mikroszkópia. Azáltal a helyzet a katalizátor végén a tű a konzolos szilícium lehet termeszteni nanocső, amely jelentősen javítja a reprodukálhatóságot és a felbontás jellemzőkkel, mint egy pásztázó mikroszkópot és lefolytatásában litográfiai műveletek [22, 63].
2.4 elektrolitikus szintézis
Az alapötlet ennek a módszernek, hogy megkapjuk a szén nanocsövek által áthaladó elektromos áram között grafitelektródák olvadt ionos sót. A grafit katódot elfogyott a reakció, és forrásként szolgál szénatomok. Az eredmény egy olyan széles körű nanoanyagok. Az anód egy hajón készült nagy tisztaságú grafit, és tele lítium-klorid. Keel melegítjük olvadási hőmérséklete lítium-klorid (604? C) levegőn vagy inert gáz atmoszférában (argon). Az olvadt lítium-kloridot elmerül katód, és egy percen belül áramot vezetünk az elektródok között 1-30 A. Az adatátvitel közben a jelenlegi dip része a katód szétmállik. Ezután, az elektrolit tartalmú olvadékot szénrészecskéket hűtjük szobahőmérsékletre. A termékek összetételét vannak kapszulázva fémrészecskék és többrétegű szén NT különböző morfológiájú, beleértve spirális és erősen görbült. Attól függően, hogy a kísérleti körülmények, az átmérője a nanocsövek formájú hengeres grafitrétegek értéke 2 és 20 nm, hossza 5 mikron.
A bemutatott módszerek előállítására szén nanoszerkezetek széles körben használják kutatási célokra, de a legfontosabb gyakorlati probléma - a szintézis a kiváló minőségű és olcsó a szén nanoanyagok a kívánt mennyiségben, ipari felhasználásra - megoldható azáltal, hogy javítja a folyamat a regisztrációs eljárás a pirolízis-katalitikus szénhidrogének. Azaz, ez a módszer a szükséges specificitást a végtermék lehetővé teszi a használatát a különböző kiindulási reagensek szénhidrogéncsoport [64].