Ключевые слова: углеродные нанотрубки, синтез углеродных нанотрубок, катализатор, CVD - метод
Углеродные нанотрубки (УНТ) – наноразмерные цилиндры, сформированные свёрнутым графеновым листом, который представлен гексагональной структурой, состоящей из углеродных шестигранников, в которых атомы углерода связаны друг с другом прочной ковалентной связью.
Рисунок 1. Структура одностенной углеродной нанотрубки
Наличие одновременно sp2 и sp3 гибридизации в углеродных нанотрубках может привести к уникальным свойствам - улучшенные механические, термические и электрические характеристики.
УНТ были синтезированы наиболее распространенным CVD-методом, который включает разложение углеродсодержащего газа на поверхность катализатора. Но при синтезе CVD-методом, возможно загрязнение нанотрубок остатками катализатора. Из-за этого полученный наноматериал нужно обрабатывать, чтобы получить чистые углеродные нанотрубки.
Наиболее эффективными являются катализаторы на основе таких металлов, как железо, кобальт и никель.
Нанотрубки бывают однослойными или многослойными и имеют различные длину, диаметр и хиральность, то есть степень «смещения» сотового рисунка.
В качестве примера рассмотрим углеродные нанотрубки, синтезированные из бензола и камфары.
УНТ из бензола синтезировались при температуре 900°С, с катализатором . В результате получились довольно чистые нанотрубки, преобладающее количество которых - более тонкие. Аморфных частиц и примесей довольно мало. Эти углеродные трубки отлично подходят для использования в промышленности.
Другую ситуацию можно наблюдать с камфарой. В полученных при 900°С УНТ много оставшихся частиц катализатора. Сами трубки преимущественно толстые и их не настолько много, как в бензоле. Такой наноматериал вряд ли получится широко использовать.
Свойства углеродных нанотрубок значительно варьируются в зависимости от многих параметров. Не все синтезированные в данном проекте углеродные нанотрубки получится применять в качестве сырья для производства, но сведения о наноматериалах стремительно расширяются, открывая границы для новых открытий.
Библиографический список
https://bigenc.ru/c/uglerodnye-nanotrubki-8b1fb1