在合成高晶度和高产率单壁碳纳米管的相互排他性
Hiroe Kimura1, Don N Futaba, Motoo Yumura
1Technology Research Association for Single Wall Carbon Nanotubes, Tsukuba, Japan.
Journal of the American Chemical Society
|May 18, 2012
概括
优化碳纳米管 (CNT) 增长揭示了产量和结晶性之间的权衡. 不同的条件有利于高收益率或高结晶度,这些都源于潜在的生长机制.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 碳纳米管 (CNTs) 是重要的纳米材料,在电子和复合材料中具有应用.
- 控制CNT的性能,如产量和结晶性,对于它们的有效利用至关重要.
- 现有的研究往往专注于最大限度地提高一个属性,而没有完全解决产量和结晶性之间的相互作用.
研究的目的:
- 调查和阐明碳纳米管产量和结晶性之间的相互排斥关系.
- 通过调整关键参数,优化CNT生长条件,以提高产量和结晶度.
- 了解控制这种观察到的独家性的基本机制.
主要方法:
- 顺序优化三个关键的增长变量:增长增强剂水平,增长温度和碳原料水平.
- 输入参数的系统变化,以确定CNT产量和晶度的最佳条件.
- 分析不同碳原料和增长促进剂对产量-结晶性关系的影响.
主要成果:
- 在CNT产量和晶度之间发现了显著且相互排斥的关系.
- 高产量的最佳条件 (较低的温度,较高的原料) 与高晶度 (较高的温度,较低的原料) 的最佳条件明显不同.
- 这种权衡在各种碳原料和增长促进剂中一致观察到.
结论:
- CNT的产量和结晶性本质上受到不同的机制的限制,导致了排他性关系.
- 精确控制生长参数对于导航权衡和实现所需的CNT属性至关重要.
- 了解这些限制机制为设计针对特定应用的定制CNT提供了一条途径.
