Углеродные нанотрубки (УНТ) могут быть получены несколькими методами, среди которых наиболее популярным в коммерческом плане является химическое осаждение из паровой фазы (CVD). Другие методы включают лазерную абляцию, дуговой разряд и новые "зеленые" технологии, такие как электролиз диоксида углерода в расплавленных солях и пиролиз метана. Каждый метод имеет свои уникальные преимущества и проблемы с точки зрения эффективности, стоимости и воздействия на окружающую среду.
Химическое осаждение из паровой фазы (CVD):
CVD - наиболее распространенный метод коммерческого производства углеродных нанотрубок. Этот процесс включает в себя разложение углеводородных газов на металлическом катализаторе при высоких температурах. Металлический катализатор, как правило, железо, кобальт или никель, осаждается на подложку. Когда углеводородный газ проходит над катализатором, он разлагается, и атомы углерода оседают на катализаторе, превращаясь в нанотрубки. CVD позволяет хорошо контролировать структуру и ориентацию нанотрубок, что делает его пригодным для различных применений.Лазерная абляция:
Этот метод предполагает использование мощного лазера для испарения графитовой мишени в печи. Испаренный углерод конденсируется в нанотрубки. Лазерная абляция позволяет получать высококачественные одностенные углеродные нанотрубки, но она менее рентабельна и масштабируема по сравнению с CVD.
Дуговой разряд:
- В дуговом разряде сильноточная дуга возникает между двумя графитовыми электродами в атмосфере инертного газа. Интенсивное тепло испаряет анод, а испаренный углерод при охлаждении образует нанотрубки. Этот метод также эффективен, но может быть менее контролируемым и более энергоемким, чем CVD.
- Новые "зеленые" технологии:Электролиз диоксида углерода в расплавленных солях:
Этот метод позволяет улавливать углекислый газ и с помощью электролиза в расплавленных солях получать углеродные нанотрубки. Этот метод обеспечивает устойчивое развитие за счет утилизации парниковых газов, однако существуют опасения по поводу качества получаемых нанотрубок.
Пиролиз метана: Этот процесс включает в себя термическое разложение метана на водород и твердый углерод, который может включать в себя углеродные нанотрубки. Такие компании, как CarbonMeta Technologies и Huntsman, исследуют этот метод, используя отработанный метан, эффективно поглощая выбросы углерода.
