Перспективные методы синтеза углеродных нанотрубок

Постановка проблемы. Значение углеродных наноматериалов для многих сфер применений растет с каждым годом, это приводит к попыткам технологов упростить методы синтеза, сделать их более доступными и экономически эффективными. Учитывая то, что свойства и морфология получаемых углеродных нанотрубок (УНТ) зависят от методов выбранного синтеза и его параметров, исходного углеродсодержащего сырья (биомасса, отходы производств, углеродсодержащие газы), анализ накопленных данных помогают оптимизировать параметры методов синтеза для получения УНТ высокого качества. Цель работы - ознакомление с наиболее перспективными на сегодняшний день методами синтеза одностенных и многостенных углеродных нанотрубок (ОУНТ и MУНТ), а также выявление основных преимуществ применения изложенных методов получения УНТ и изучение их эффективности и возможностей на производственном уровне. Результаты. Проанализированы свойства, морфология полученных УНТ. Приведены результаты экспериментов по синтезу углеродных нанотрубок методом химического осаждения из газовой фазы, полученных в лаборатории вакуумных нанотехнологий Института проблем горения. Приведены результаты исследования металлических нанопорошков, которые использовались в качестве катализаторов, синтезированных методом химического осаждения. Практическая значимость. Материалы, созданные на основе УНТ, могут успешно использоваться в качестве структурныхмодификаторов конструкционных материалов, аккумуляторов водорода, элементов радиоэлектроники, добавок в смазочные материалы, лаки и краски, высокоэффективных адсорбентов, газораспределительных слоев топливных элементов.

The importance of carbon nanomaterials for a lot of applications is growing every year, which leads to attempts by nanotechnologists to simplify synthesis methods, make them more accessible and cost-effective. Properties and morphology of produced carbon nanotubes depend on the synthesis methods, the source of carbonaceous materials (biomass, waste, carbon-containing gases), process parameters of the synthesis. Analysis of the accumulated data can help to optimize the parameters of the synthesis methods for producing of high quality carbon nanotubes . The purpose of the work is to research and give a brief description of the most promising synthesis methods of single-wall and multiwall carbon nanotubes. Identification of the main advantages of using the synthesis methods for producing of carbon nanotubes and the study of their effectiveness and capabilities at the production level. The properties and morphology of produced carbon nanotubes are analyzed. The results of experiments on synthesis of carbon nanotubes by chemical vapor deposition from the gas phase obtained in the laboratory vacuum nanotechnology of the Institute of combustion problems. The results of the study of metal nanopowders that were used as catalysts synthesized by chemical deposition are presented. Materials based on carbon nanotubes can be successfully used as structural modifiers of constructional materials, hydrogen accumulators, radioelectronics elements, additives in lubricants, lacquers and paints, high-performance adsorbents, gas distribution layers of fuel cells.