Углеродные нанотрубки (УНТ) могут быть синтезированы с помощью различных методов, наиболее распространенным из которых является химическое осаждение из паровой фазы (CVD), в частности химическое осаждение из паровой фазы с усилением плазмы (PECVD). Другие методы включают лазерную абляцию и дуговой разряд. Каждый метод имеет свои уникальные параметры и условия, которые влияют на качество и характеристики получаемых УНТ.
Химическое осаждение из паровой фазы (CVD):
CVD является основным коммерческим процессом производства УНТ. Он включает в себя разложение углеводородных газов на катализаторе при высоких температурах. Процесс может быть модифицирован для использования различных исходных материалов, включая монооксид углерода и зеленые или отработанные материалы, такие как метан или углекислый газ, улавливаемый электролизом в расплавленных солях. Процесс CVD позволяет контролировать диаметр и выравнивание УНТ путем регулировки таких параметров, как время пребывания, скорость потока и давление роста.Химическое осаждение из паровой фазы с усилением плазмы (PECVD):
PECVD - это более сложный вариант CVD, в котором для усиления химических реакций используется плазма. Этот метод позволяет выращивать УНТ при более низких температурах, что было продемонстрировано Хофманом и др. из Кембриджского университета, которые успешно вырастили вертикально выровненные нановолокна при 120°C, используя ацетилен в качестве углеводородного газа. На процесс PECVD влияет множество факторов, включая химию плазмы, эффекты электрического поля и химию поверхности, которые диктуют характеристики роста УНТ.
Лазерная абляция и дуговой разряд:
Это традиционные методы синтеза УНТ. Лазерная абляция предполагает испарение углерода с помощью лазерного луча, а дуговой разряд использует электрическую дугу между двумя графитовыми электродами для получения паров углерода. Оба метода позволяют получать высококачественные УНТ, но они менее контролируемы и масштабируемы по сравнению с CVD-методами.
Новые технологии и сырье:
