Углеродные нанотрубки (УНТ) синтезируются различными методами, при этом наиболее распространенным коммерческим процессом является химическое осаждение из паровой фазы (CVD). Другие традиционные методы включают лазерную абляцию и дуговой разряд. Процесс CVD предполагает использование различных исходных материалов, включая монооксид углерода и, в последнее время, экологически чистые или отработанные материалы, такие как пиролиз метана и углекислый газ, полученный электролизом в расплавленных солях.
Химическое осаждение из паровой фазы (CVD):
CVD является основным методом синтеза углеродных нанотрубок в промышленных масштабах. Этот метод включает в себя разложение углеродсодержащего газа при высоких температурах, обычно в присутствии металлического катализатора, для осаждения атомов углерода на подложку в виде нанотрубок. Параметры процесса, такие как температура, давление, скорость потока газа и природа катализатора, существенно влияют на качество и выход УНТ.Лазерная абляция:
Этот метод предполагает использование мощного лазера для испарения графитовой мишени в высокотемпературной камере. Испаренный углерод конденсируется, образуя УНТ. Этот метод известен тем, что позволяет получать высококачественные УНТ, но менее коммерчески жизнеспособен из-за высокого потребления энергии и стоимости.
Дуговой разряд:
В дуговом разряде постоянный ток пропускается между двумя графитовыми электродами в атмосфере защитного газа. Интенсивное тепло, выделяемое дугой, испаряет анод, и из его паров образуются УНТ. Этот метод также позволяет получать высококачественные УНТ, но страдает от тех же недостатков, что и лазерная абляция, включая высокое энергопотребление и ограниченную масштабируемость.
Новые методы, использующие экологически чистое или отработанное сырье:
