碳纳米管与结构定义的催化剂一起生长的齐格扎格 (16.0) 碳纳米管
Feng Yang1, Xiao Wang1, Daqi Zhang1
1†Beijing National Laboratory for Molecular Science, Key Laboratory for the Physics and Chemistry of Nanodevices, State Key Laboratory of Rare Earth Materials Chemistry and Applications, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, China.
Journal of the American Chemical Society
|July 1, 2015
概括
实现单壁碳纳米管 (SWNTs) 的选择性生长很困难. 这项研究表明,主导性 (16.0) SWNT增长 (∼80%) 使用W6Co7金属间催化剂与特定平面作为模板.
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:
- 选择性合成特定的单壁碳纳米管 (SWNT) 奇拉性仍然是纳米技术的一个重大挑战.
- 曲式SWNT,特别是 (16.0) 类型,难以生长,具有很高的选择性,之前的报道显示收益率约为7%.
研究的目的:
- 为了实现单壁碳纳米管 (SWNTs) 齐克扎克 (16.0) 的占主导地位的增长.
- 调查金属间催化剂和特定晶体平面在模板SWNT生长中的作用.
主要方法:
- 使用了金属间W6Co7催化剂,其特点是丰富的 (1 1 6) 平面.
- 优化化学蒸汽沉积 (CVD) 的生长条件.
- 分析了催化剂结构及其与SWNT度的相关性.
主要成果:
- 实现了 (16.0) SWNTs的主导生长,其丰富度接近80%.
- 确定了W6Co7中的 (1 1 6) 平面作为 (16,0) SWNTs的潜在结构模板.
- 证明了 (16.0) SWNT开放端和W6Co7 (1 1 6) 原子排列之间的几何匹配.
结论:
- 使用具有设计结构的催化剂,特别是带有 (1 1 6) 平面的W6Co7,可以作为选择性西格萨克SWNT生长的固态模板.
- 优化动力条件与模板催化剂相结合,对于高选择性SWNT合成至关重要.
- 这一战略为控制生产特定的西格萨克SWNT结构提供了一个有希望的途径.
