Тезисы
апрель 2017

Синтез одностінних вуглецевих нанотрубок із продуктів піролізу вугілля плазмо-дуговим методом


Кєуш Л. Г. , Коверя А. С. , Рева С. І.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Одностінні вуглецеві нанотрубки (ОСНТ) можуть мати доволі широке промислове застосування завдяки своїм екстраординарним властивостям, таким як висока механічна міцність, хімічна стійкість та аспектне відношення. За даними компанії LG Chem, до 2020 року потреба у вуглецевих нанотрубках (ВНТ) в усьому світі щороку зростатиме на 10% – з 824 т. у 2015 році до 1335 т. в 2020 році. Проте, шляхи використання стримуються відсутністю способу отримання високоякісних ВНТ, як ОСНТ так і багатостінних вуглецевих нанотрубок (БСНТ).

Метод дугового розряду привертає до себе увагу завдяки простоті процесу отримання ОСНТ з невеликою кількістю дефектів та невеликою кількістю аморфного вуглецю. Існує цілий ряд параметрів, що впливають на синтез та отримання вуглецевих нанотрубок: вид інертного газу, каталізатор, вуглецевий матеріал, що використовується у складі електродів, а також температура газу та швидкість охолодження фрагментів вуглецю. Важливим параметром можна вважати підбір вуглецевої сировини для підвищення ефективності отримання вуглецевих нанотрубок.

У складі електрода запропоновано використовувати пековий кокс, кам’яновугільну смолу та пек. Також електрод містив каталізатор Fe-NiO (1% мас. Fe та 4% мас. NiO). В результаті дугового розряду в атмосфері аргону було отримано ОСНТ діаметром 35 нм та довжиною 2,1 мкм (рис. а), а також ОСНТ діаметром 10-22 нм та довжиною 1,6-3,3 мкм (рис. b).

Рисунок 1 – ПЕМ зображення одностінних вуглецевих наноструктур (х10000)