НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СИНТЕЗ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР

  • Б. З. Мансуров Центр инновационных технологий Института проблем горения
Ключевые слова: термическое химическое осаждение, углеродные наноструктуры, нано- порошок металла, низкотемпературный синтез, химическое осаждение из газовой фазы.

Аннотация

В статье представлен обзор основных результатов экспериментов по синтезу углеродных наноструктур методом низкотемпературного термического химического осаждения из газовой фазы, полученных в лаборатории вакуумных нанотехнологий Центра инновационных технологий Института проблем горения. Приведены результаты комплексного исследования структуры и морфологии металлических нанопорошков, синтезированных методом электрического взрыва проводников, которые использовались в качестве катализаторов. В ходе проведённых экспериментов были определены технологические параметры, оптимальные для низкотемпературного роста углерод-
ных наноструктур. Исследования позволили определить существование температурного диапазона между низкотемпературным и высокотемпературным (стандартным) режимами синтеза, в котором не происходит рост углеродных наноструктур. Впервые были найдены экспериментальные режимы низкотемпературного химического осаждения из газовой фазы углеродных нанотрубок с использованием в качестве катализатора нанопорошков железа и никеля.

Литература

1. Iijima S., & Ichihashi T. Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diameter // Nature. – 1993. –Vol. 363. –P.603-605.
2. Радушкевич Л.В., Лукьянович В.М. O структуре углерода, образующегося при термическом разложении окиси углерода на железном контакте // Журнал физической химии.– 1952. – Т. 26. – С. 88-95.
3. Krueger A. Carbon Materials and Nanotechnology.– Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2010. – 475 p.
4.Merchan-Merchan W., Saveliev A.V., Kennedy L., Jimenez W.C. Combustion synthesis of carbon nanotubes and related nanostructures // Progress in Energy and Combustion Science. – 2010. – Vol. 36.– P. 696-727.
5.Сабитов С., Кошанова А., Медянова Б.С., Партизан Г., Мансуров Б.З., Алиев Б.А. Синтез углеродных наноструктур на никелевых пленках методом кислородно-ацетиленовой горелки // Горение и плазмохимия. – 2015. – Т.13, №1. С. 47-52.
6. Mansurov Z. Soot and Nanomaterials Synthesis in the Flame // Journal of Materials Science and Chemical Engineering. – 2014. – Vol. 2.– P. 1-6.
7. Мансуров З.А. Получение наноматериалов в процессах горения // Физика горения и взрыва. – 2012. – Т. 48, №5. – С. 77-86.
8. Szabó A., Perri C., Csató A., Giordano G., Vuono D. and Nagy J.B. Synthesis Methods of Carbon Nanotubes and Related Materials // Materials. – 2010. – Vol. 3. – P. 3092-3140.
9. Seo J.W., Magrez A., Milas M., Lee K., Lukovac V., Forro L. Catalytically grown carbon nanotubes: From synthesis to toxicity // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2007. – Vol. 40. – P. 10-120.
10. Purohit R. et al. // Procedia Materials Science. – 2014. – Vol. 6. – P. 716- 728.
11. Буранова Ю.С. Физика, электроника, нанотехнологии // Труды МФТИ. – 2011. – Том 3, № 3. – C. 30-41.
12. Лернер М.И., Сваровская Н.В., Псахье С.Г., Бакина О.В. Технология получения, характеристики и некоторые области применения электровзрывных нанопорошков металлов // Российские нанотехнологии. – 2009. –Том 4, №11-12. – C. 56-68.
13. Pakdee U., Srabua S., Phongphala A., Pawong C.Effects of Catalyst on Carbon Nanotubes Synthesized by Thermal Chemical Vapor Deposition Method// Applied Mechanics and Materials. – 2015. –Vol. 804. – P. 47-50.
14. Haroon Ur R., Kaichao Yu, Muhammad Naveed U., Muhammad Naveed A., Khalid Kh., Nasir A., Muhammad T.J. Catalyst role in chemical vapor deposition (cvd) process: a review // Rev.Adv.Mater.Sci. – 2015. – Vol. 40. – P. 235-
248.
15. Ma Y., Yang N., Jiang X. One-Dimensional Carbon Nanostructures: Low-Temperature Chemical Vapor Synthesis and Applications. In: N. Yang et al. (eds.), Carbon Nanoparticles and Nanostructures. – Switzerland: Springer International Publishing, 2016. –336 p.
16. Ma Y., Weimer Ch., Yang N., Zhang L., Staedler Th., Jiang X. Low-temperature growth of carbon nanofiber using a vapor-facetsolid process // Materials Today Communications. – 2015. – Vol. 2. – P. 55-61 (2015).
17. Na N., Kim D.Y., So Y.-G., Ikuhara Yu., NodaS. Simple and engineered process yielding carbon nanotube arrays with 1.2*1013 cm-2 wall densityon conductive underlayer at 400°C // Carbon. – 2015. – Vol. 81. – P. 773 –781.
18. Qin Y., Jiang X., Cui Z. Low-Temperature Synthesis of Amorphous Carbon Nanocoils via Acetylene Coupling on Copper Nanocrystal Surfaces at 468 K: A Reaction Mechanism Analysis // J. Phys. Chem. B. – 2005. – Vol. 109. – P. 21749-21754.
19.Партизан Г. Формирование углеродных наноструктур на частицах металлических нанопорошков: дис. PhD:
23.12.15. – Алматы, 2015. – 117 с.
20. Партизан Г., Мансуров Б.З., Медянова Б.С., Кошанова А.Б., Алиев Б.А. Исследование электровзрывных нанопорошков никеля // Журнал технической физики. – 2016. – Т. 86, №11. – С. 86-90.
21. Partizan G., Mansurov B.Z., Medyanova B.S., Koshanova A.B., Aliev B.A. Electric Explosion Nickel Nanopowders //
Technical Physics. – 2016 – Vol. 61, No. 11. –P. 1689–1693.
22. Пaртизaн Г., Мaнсуров Б.З., Медяновa Б.С., Кошaновa A.Б., Мaнсуровa М.Е., Aлиев Б.A. Исследовaние
электровзрывных нaнопорошков железa // Вестник КазНУ. Серия физическая. – 2016. – Т. 4, №59. – С. 79-84.
23. Partizan G., Mansurov B.Z., Medyanova B.S., Koshanova А.B., Mansurova M.E., Aliyev B.А. Study on the Structure and Morphology of Iron Nanopowders Obtained by the Method of Electric Explosion of Wires // Eurasian
Chemico-Technological Journal. – 2016. –V. 18. – P. 13-17.
24. Partizan G., Mansurov B.Z., Medyanova B.S., Koshanova А.B., Mansurova M.E., Aliyev B.А. Investigation of copper nanopowders obtained by the method of electric explosion of wires. Proceedings of the Joint IX International Symposium & International Conference. September 13-15, 2016, Almaty, Kazakhstan.– P. 56-61.
25. Партизан Г., Мансуров Б.З., Медянова Б.С., Кошанова А.Б., Алиев Б.А., Jiang X. Структура и морфология УНТ, синтезированных на нанопорошках Ni // Горение и плазмохимия. – 2016. – Т. 14, №1, –С. 15-26.
26. Partizan G., Mansurov B.Z., Medyanova B.S., Lesbaev B.T., Xin Jiang, Aliev B.A. Synthesis of carbon nanostructures by ther
Опубликован
2018-01-31
Раздел
Статьи