Перспективы синтеза углеродных нанотрубок с использованием водно-спиртовых растворов | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 19 октября, печатный экземпляр отправим 23 октября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №2 (37) февраль 2012 г.

Статья просмотрена: 356 раз

Библиографическое описание:

Польшиков, В. Ю. Перспективы синтеза углеродных нанотрубок с использованием водно-спиртовых растворов / В. Ю. Польшиков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2012. — № 2 (37). — С. 47. — URL: https://moluch.ru/archive/37/4278/ (дата обращения: 07.10.2024).

Благодаря удачному сочетанию электронных характеристик, высоких механических свойств, а также химической и термической стабильности углеродные нанотрубки (УНТ) являются перспективным материалом для использования в различных сферах науки и промышленности. Однако для реализации огромного прикладного потенциала, заложенного в этих системах, необходимо научиться получать УНТ, имеющие заданную структуру (диаметр, длина, хиральность), определяющую их характеристики.

Между тем стандартные подходы к синтезу УНТ позволяют получать наноматериал, параметры которого распределены в весьма широких пределах. Поэтому приходится проводить дорогостоящие и не всегда эффективные исследования, которые помогают определить свойства полученного материала и возможности его использования.

Более эффективным подходом к решению задачи получения УНТ с заданными параметрами представляется поиск условий синтеза, способствующих синтезу УНТ с узким распределением по структурным параметрам.

Одним из таких подходов является синтез УНТ в диффузионном пламени. Несмотря на большое количество научных исследований, посвященных образованию наноматериалов при горении углеводородов, до сих пор не существует единой точки зрения на механизм образования структурного углерода в виде нанотрубок и нановолокон при наличии катализаторных прекурсоров в обогащенной топливной смеси или на подложке-саженакопителе. Однако понятно, что производство углеродных нанопродуктов при сжигании углеводородного сырья в различных горелочных устройствах является более технологичным и легкоуправляемым процессом, чем синтез другими методами.

Синтез в пламени привлекателен вследствие непосредственного наличия источника тепла, потенциальной возможности масштабирования, легкости регулирования и контроля, простоты аппаратурного оформления, безопасности технологического процесса.

Проведенный теоретический анализ термодинамики реагирования пропан-бутановой смеси с окислителями, показывает, что при сжигании в кислороде выход конденсированной фазы может достигать значений, наблюдаемых при пиролизе. А для реализации реальных процессов синтеза с высоким выходом конденсированного углерода в воздушном пламени необходимо производить сжигание с коэффициентом избытка окислителя 0,02 – 0,04, а в кислородном использовать 0,05 – 0,1. С использованием таких богатых топливных смесей возможны проблемы с устойчивостью пламени и может потребоваться принудительное инициирование процесса горения с помощью мощных источников воспламенения[1].

Так же перспективным является использование в качестве источника углерода различных водно-спиртовых растворов.

Эффективность такого подхода была продемонстрирована недавно группой исследователей из Nagoya Univ. (Япония) [2]. Однослойные УНТ с были выращены на Si/SiO2 подложке с использованием этилового спирта в качестве углеродосодержащего вещества.

Комбинирование метода получения УНТ в диффузионном пламени и использования в качестве углеродосодержащего вещества спирта при должном изучении способно дать нам легкоуправляемый способ синтеза УНТ с известными параметрами.

Изучением этого вопроса я занимаюсь на базе кафедры «Техника и технологии производства нанопродуктов» ГОУ ВПО ТГТУ.


Литература:

  1. Польшиков, В.Ю. Синтез наноструктурного углерода в диффузионном пламени / В.Ю. Польшиков, А.А. Баранов, А.А. Пасько // «Современные твердофазные технологии: теория, практика и инновационный менеджмент»: материалы II Всероссийской научно-инновационной молодежной конференции (с международным участием): 27-29 октября 2010. – Тамбов: Изд-во ИП Чеснокова А.В., 2010. – С. 181-183.

  2. S.Ishii et al., Jap. J. Appl. Phys. 50, 015102 (2011).

Основные термины (генерируются автоматически): синтез УНТ, диффузионное пламя.


Похожие статьи

Проблемы и перспективы синтеза углеродных нанотрубок при сжигании углеводородов

Синтез многофункциональных полимеров на основе низкомолекулярного полиэтилена и частично гидролизованного полиакрилонитрила и изучение их депрессорных свойств

Исследование газочувствительных оксидов металлов, полученных золь-гель методом

Исследование нанокомпозитов на основе диоксидов кремния и титана, полученных в условиях золь-гель роста

Синтез экологически чистых ароматических углеводородов конверсией СН3ОН на высококремнезёмных цеолитах

Исследование возможности применения модификаторов на основе углеродных наноструктур в технологии эффективных строительных материалов

Исследование тонких модифицированных пленок нитроцеллюлозы в спиртовых растворах оксида марганца

Молекулярно-динамическое моделирование адсорбции молекул нитробензола на кварцевой подложке

Синтез и изучение физико-химических характеристик новых стимулчувствительных сополимеров на основе гидроксиэтилакрилата

Фотолюминесцентные свойства пористого кремния и способы их модификации

Похожие статьи

Проблемы и перспективы синтеза углеродных нанотрубок при сжигании углеводородов

Синтез многофункциональных полимеров на основе низкомолекулярного полиэтилена и частично гидролизованного полиакрилонитрила и изучение их депрессорных свойств

Исследование газочувствительных оксидов металлов, полученных золь-гель методом

Исследование нанокомпозитов на основе диоксидов кремния и титана, полученных в условиях золь-гель роста

Синтез экологически чистых ароматических углеводородов конверсией СН3ОН на высококремнезёмных цеолитах

Исследование возможности применения модификаторов на основе углеродных наноструктур в технологии эффективных строительных материалов

Исследование тонких модифицированных пленок нитроцеллюлозы в спиртовых растворах оксида марганца

Молекулярно-динамическое моделирование адсорбции молекул нитробензола на кварцевой подложке

Синтез и изучение физико-химических характеристик новых стимулчувствительных сополимеров на основе гидроксиэтилакрилата

Фотолюминесцентные свойства пористого кремния и способы их модификации

Задать вопрос