Skoltech研究人員研究了最常用的碳納米管生產(chǎn)方法化學(xué)氣相沉積(CVD)中使用的催化劑輸送程序,提供了他們所謂的“簡單而優(yōu)雅”的方法來提高生產(chǎn)率并為更便宜,更容易獲得的基于納米管的技術(shù)。
于單壁碳納米管合成的催化劑顆粒的活化
單壁碳納米管(SWCNT)是石墨烯的小卷狀片材,厚度僅為一個(gè)原子,在材料科學(xué)和電子學(xué)應(yīng)用中具有廣闊的前景。
這就是為什么要花大量精力來完善SWCNT的合成的原因。從物理方法(例如使用激光束燒蝕石墨靶)一直到最常見的CVD方法,即使用金屬催化劑顆粒“剝離”其碳中的含碳?xì)怏w并在這些顆粒上生長納米管。
“從原材料到碳納米管的道路要求在數(shù)十個(gè)反應(yīng)器參數(shù)之間保持良好的平衡。碳納米管的形成是一個(gè)棘手且復(fù)雜的過程,已經(jīng)進(jìn)行了很長時(shí)間的研究,但仍存在許多秘密。” 研究人員解釋說化學(xué)工程學(xué)院。
為了產(chǎn)生更多具有所需性能的SWCNT,已經(jīng)提出了多種增強(qiáng)催化劑活化的方法。研究人員專注于注入程序,即如何在反應(yīng)器內(nèi)分配二茂鐵蒸氣(一種常用的催化劑前體)。
他們使用氣溶膠CVD方法(使用一氧化碳作為碳源)生長碳納米管,并根據(jù)催化劑注入的速率和CO?的濃度(用作碳納米管)監(jiān)測合成生產(chǎn)率和SWCNT特性(例如其直徑)。最終,研究人員得出結(jié)論,“調(diào)節(jié)注射流速可以使合成生產(chǎn)率提高9倍,同時(shí)保留大多數(shù)SWCNT的特性”,例如它們的直徑,有缺陷的納米管的份額以及膜的電導(dǎo)率。
“每種技術(shù)總是與效率有關(guān)。當(dāng)進(jìn)行納米管的CVD生產(chǎn)時(shí),通常看不到催化劑的效率。但是,我們?cè)谀抢锟吹搅司薮蟮臋C(jī)會(huì),這項(xiàng)工作只是邁向高效技術(shù)的第一步。” 研究人員說。
文章來源:賢集網(wǎng)
原標(biāo)題:《【科研進(jìn)展】研究人員研發(fā)新方法以更便宜更容易獲得的方式生產(chǎn)碳納米管》