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

Автор:

Рубрика: Технические науки

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

Статья просмотрена: 140 раз

Библиографическое описание:

Польшиков В. Ю. Перспективы синтеза углеродных нанотрубок с использованием водно-спиртовых растворов // Молодой ученый. — 2012. — №2. 47 — URL https://moluch.ru/archive/37/4278/ (дата обращения: 24.09.2018).

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

Рис. 1. Схема диффузионной горелки для синтеза углеродных...

Предложенная конструкция диффузионной горелки совместно с технологической схемой синтеза углеродных нанотрубок в диффузионном пламени [2]...

Синтез наноструктурного материала в диффузионной горелке...

Рисунок 1 – Технологическая схема синтеза углеродных нанопродуктов в диффузионном пламени. В схеме получения наноуглерода из баллона БГ поступает углеводород, расход которого регулируется вентилем ВР3 и расходомером Р3.

Теория и технология диффузионной сварки через...

Синтез наноструктурного материала в диффузионной горелке с использованием различных источников углерода и катализаторных прекурсоров.

Математическая модель горения пропан-бутановой смеси при...

При этом диаметр конуса в области сечения подложки-саженакопителя зависит от расходов газовых компонент. Литература: 1. Польшиков, В.Ю. Разработка технологии и оборудования для синтеза углеродных наноструктурных материалов в диффузионном пламени / В.Ю...

Численное моделирование диффузии взаимодействующих ионов...

Изучение диффузии примесей в структуре SiC/Si вызывает особый интерес, так как диффузия является одним из основных методов легирования полупроводников и полупроводниковых структур.

Эффективный способ повышения прочности поверхностных слоев...

В зависимости от того, были или не были перемещены горючий газ с окислителем до подачи в зону горения, различают предварительно перемещенное и диффузионное пламя.

Золь-гель технология силикатных и гибридных пленок...

Золь-гель метод является одним из современных способов, позволяющих создавать источники диффузии для получения малодефектных диффузионных слоев, в том числе легированных редкоземельными элементами...

Переработка диоксида углерода с использованием...

Синтез наноструктурного материала в диффузионной горелке с использованием различных источников углерода и катализаторных прекурсоров. Технологический процесс получения композита на основе ВПВД и активированного технического углерода.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Рис. 1. Схема диффузионной горелки для синтеза углеродных...

Предложенная конструкция диффузионной горелки совместно с технологической схемой синтеза углеродных нанотрубок в диффузионном пламени [2]...

Синтез наноструктурного материала в диффузионной горелке...

Рисунок 1 – Технологическая схема синтеза углеродных нанопродуктов в диффузионном пламени. В схеме получения наноуглерода из баллона БГ поступает углеводород, расход которого регулируется вентилем ВР3 и расходомером Р3.

Теория и технология диффузионной сварки через...

Синтез наноструктурного материала в диффузионной горелке с использованием различных источников углерода и катализаторных прекурсоров.

Математическая модель горения пропан-бутановой смеси при...

При этом диаметр конуса в области сечения подложки-саженакопителя зависит от расходов газовых компонент. Литература: 1. Польшиков, В.Ю. Разработка технологии и оборудования для синтеза углеродных наноструктурных материалов в диффузионном пламени / В.Ю...

Численное моделирование диффузии взаимодействующих ионов...

Изучение диффузии примесей в структуре SiC/Si вызывает особый интерес, так как диффузия является одним из основных методов легирования полупроводников и полупроводниковых структур.

Эффективный способ повышения прочности поверхностных слоев...

В зависимости от того, были или не были перемещены горючий газ с окислителем до подачи в зону горения, различают предварительно перемещенное и диффузионное пламя.

Золь-гель технология силикатных и гибридных пленок...

Золь-гель метод является одним из современных способов, позволяющих создавать источники диффузии для получения малодефектных диффузионных слоев, в том числе легированных редкоземельными элементами...

Переработка диоксида углерода с использованием...

Синтез наноструктурного материала в диффузионной горелке с использованием различных источников углерода и катализаторных прекурсоров. Технологический процесс получения композита на основе ВПВД и активированного технического углерода.

Задать вопрос