CoMoCAT ® nanotubi a parete singola carbonio da Aldrich Scienza dei Materiali e Nanotecnologie SouthWest

Argomenti trattati

Introduzione

A parete singola nanotubi di carbonio hanno un diametro di circa 1 nm e la lunghezza è quasi milione di volte longer.The involucro di un singolo strato di grafite spessore atomo in una forma perfetta cilindro un (a parete singola nanotubi di carbonio) SWCNT.

Panoramica

Aldrich Scienza dei Materiali , in collaborazione con Nanotecnologie SouthWest, offre due elevata purezza SWCNTs come indicato nella Tabella 1 prodotta dal CoMoCAT catalitica metodo di deposizione chimica di vapore.

Tabella 1. Alta purezza nanotubi a parete singola di carbonio

Sintesi di SWNTs con strutture controllate utilizzando il processo CoMoCAT

Per la grande produzione di nanotubi, l'uso di un particolato, ad alta superficie del catalizzatore zona è molto vantaggiosa. In un tipico catalizzatore supportato, la specie attiva (ad esempio un cluster metallo) è stabilizzato in un elevato stato di dispersione sulla superficie di un supporto refrattario, come allumina, silice o di magnesio. Questo tipo di catalizzatore è simile a quelli utilizzati nell'industria chimica e petrolchimica per la produzione di polimeri, carburanti, solventi, ecc Uno dei vantaggi principali dell'utilizzo di catalizzatori supportati è che gli aspetti di ingegneria dei reattori possibile (letto fluido, fisso letto, letto di trasporto, forno rotativo, ecc) sono ben noti nel settore industriale e scaling-up è una tecnologia matura.

E 'ampiamente riconosciuto che in uno stato libero (per esempio durante l'ablazione laser) il tasso di crescita di nanotubi a parete singola di carbonio è almeno superiore a diversi micron al secondo. Al contrario, quando la crescita avviene attraverso decomposizione catalitica di carbonio contenenti molecole di alta area superficiale catalizzatori, il processo di crescita complessiva continua in una scala da minuti a ore. E 'chiaro che mentre la quantità di depositi di carbonio aumenta lentamente con il tempo, questo non significa necessariamente che la crescita di un nanotubo dato è che lento. Cioè, la lentezza osservata per il tasso complessivo di deposizione del carbonio comprende un periodo di induzione seguita da un rapido tasso di crescita di nanotubi. Di conseguenza, i siti di nucleazione nuovo apparirà su una superficie di materiale ad alta area e ogni sito darà luogo ad un nanotubo che cresce relativamente veloce. I nanotubi che crescono più tardi sarà costretto dalla presenza di quelle coltivate in precedenza.

Per avere una elevata selettività verso SWCNT, nucleazione dei nanotubi embrione deve avvenire prima sinters di particelle del metallo. Diversi approcci sono stati seguiti per evitare la sinterizzazione rapida. La strategia utilizzata nel metodo CoMoCAT è quello di mantenere la specie Cobalto attivo (Co) stabilizzato in un non-metallici stato dall'interazione con ossido di molibdeno (MoO ₃₎ prima che sia ridotta dal composto contenente carbonio (CO). Se esposto al monossido di carbonio, l'ossido di Co-Mo duale è cementato, producendo carburo di Molibdeno e piccoli gruppi Co metallico, che rimangono in uno stato elevato di dispersione e di risultato in alta selettività verso SWNT di diametro molto piccolo. Sintesi temperatura più bassa e la stabilizzazione dei cluster metallo produrre un prodotto CoMoCAT nanotubi con diametro medio più piccolo e una distribuzione più ristretta di strutture rispetto ad altri metodi di sintesi. Il processo CoMoCAT utilizza reattori a letto fluido, come mostrato nella Figura 1 per mantenere il controllo preciso della temperatura e velocità di flusso, con conseguente elevata (n, m) la selettività.

Figura 1. Un'illustrazione di un reattore a letto fluido, che è in grado di scalare fino alla produzione di SWNTs CoMoCAT ® utilizzando il processo

Informazioni su Sigma Aldrich

Sigma-Aldrich ® è uno dei principali ad alta tecnologia dell'azienda. Attraverso i nostri Centri di Chimica Materiali di eccellenza nella ricerca e nella produzione sviluppiamo avanzati, consentendo di materiali per la micro / nanoelettronica, energie alternative, display / optoelettronica, nanotecnologie e scienza dei materiali e relativi applicazioni ingegneristiche. Tra le specialità precursori ALD, ultra-elevata purezza alogenuri inorganici, materiali delle celle a combustibile, elettronica coloranti grado, monomeri di specialità e cGMP polimeri grado.

Fonte: Sigma-Aldrich.com e Nanotechologies SouthWest, scritto da Daniel Resasco, Ph.D. e Ricardo Silvy, Ph.D.

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