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【科研进展】研究人员研发新方法以更便宜更容易获得的方式生产碳纳米管

2020-12-04 14:355960

Skoltech研究人员研究了最常用的碳纳米管生产方法化学气相沉积(CVD)中使用的催化剂输送程序,提供了他们所谓的“简单而优雅”的方法来提高生产率并为更便宜,更容易获得的基于纳米管的技术。

于单壁碳纳米管合成的催化剂颗粒的活化

单壁碳纳米管(SWCNT)是石墨烯的小卷状片材,厚度仅为一个原子,在材料科学和电子学应用中具有广阔的前景。

这就是为什么要花大量精力来完善SWCNT的合成的原因。从物理方法(例如使用激光束烧蚀石墨靶)一直到最常见的CVD方法,即使用金属催化剂颗粒“剥离”其碳中的含碳气体并在这些颗粒上生长纳米管。

“从原材料到碳纳米管的道路要求在数十个反应器参数之间保持良好的平衡。碳纳米管的形成是一个棘手且复杂的过程,已经进行了很长时间的研究,但仍存在许多秘密。” 研究人员解释说化学工程学院。

为了产生更多具有所需性能的SWCNT,已经提出了多种增强催化剂活化的方法。研究人员专注于注入程序,即如何在反应器内分配二茂铁蒸气(一种常用的催化剂前体)。

他们使用气溶胶CVD方法(使用一氧化碳作为碳源)生长碳纳米管,并根据催化剂注入的速率和CO₂的浓度(用作碳纳米管)监测合成生产率和SWCNT特性(例如其直径)。最终,研究人员得出结论,“调节注射流速可以使合成生产率提高9倍,同时保留大多数SWCNT的特性”,例如它们的直径,有缺陷的纳米管的份额以及膜的电导率。

“每种技术总是与效率有关。当进行纳米管的CVD生产时,通常看不到催化剂的效率。但是,我们在那里看到了巨大的机会,这项工作只是迈向高效技术的第一步。” 研究人员说。

文章来源:贤集网

原标题:《【科研进展】研究人员研发新方法以更便宜更容易获得的方式生产碳纳米管》

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