碳納米管的生產方式,減少對環境的影響

Published on November 11, 2010 at 3:53 AM

鑑於其規模,強度和電氣性能,碳納米管 - 微小的,由碳原子組成的空心圓柱體 - 保持在電子,醫藥等領域的應用範圍的承諾。

然而,儘管近年來碳納米管的工業發展,很少是了解它們如何形成或他們的生產對環境的影響。

圖:恭Daniloff

事實證明,一個過程,通常用於生產碳納米管,或碳納米管,可能每年幾百噸的化學品,包括溫室氣體和有害空氣污染物,釋放到空氣中。在ACS納米網站上週公佈的一份文件中,研究人員報告說,在實驗中,除去在這一進程中的一步 - 涉及碳基氣體加熱的步驟,並添加關鍵反應的“成分” - 減少排放的有害副產品至少十倍,100倍,在某些情況下,。它還削減一半在使用過程中的能源量。

西瑞拉普拉塔,誰領導了2007年和2009年間,作為一個在麻省理工學院的伍茲霍爾海洋研究所的聯合方案的博士生的研究“,說:”我們能夠做到這一切,仍然具有良好的碳納米管增長。現在一個來訪的航空和航天和民用和環境工程(CEE),麻省理工學院的部門助理教授,拉普拉塔合作,在紙張上幾個麻省理工學院和大學美國密歇根州的研究人員,包括菲利普Gschwend,福特汽車工程教授在中歐和東歐,以及約翰哈特在美國密歇根大學的機械工程學教授。這項研究是一個長期的努力來改變的方法材料的開發,這樣的環境化學家年輕 CNT行業工作發展的方法,以防止或限制不良環境後果的一部分。

在他們的研究中,拉普拉塔和她的同事們分析了一個共同的碳納米管製造過程被稱為化學氣相沉積。在此方法中,製造商相結合的“原料氣”,如甲烷,一氧化碳或乙烯的氫。然後,他們在一個反應堆,它包含一個金屬催化劑,如鎳或鐵,然後形成碳納米管熱的組合。問題是,一旦碳納米管的形式,未反應的化合物(高達 97%的初始原料)往往釋放到空氣中。

關閉熱

在一個特製的實驗室規模的反應器中,研究人員加熱氫和乙烯,也就是通常使用高容量的碳納米管製造,然後將其遞送給金屬催化劑。他們發現,超過 40種化合物組成,其中包括溫室氣體,如甲烷和苯等有毒空氣污染物。

研究人員懷疑,並非所有這些化合物增長碳納米管是至關重要的,他們知道,原料氣加熱起著關鍵作用,在危險的化合物。因此,他們結合不加熱乙烯和氫氣,與數的40個化合物,逐一看到的化合物結合導致的最佳生長。他們發現,某些炔烴,或至少堅持了三個不同的債券在一起的兩個碳原子的分子,產生最佳的生長,而其他化合物,是不可取的產品,如甲烷和苯,不。

拉普拉塔河和她的同事們完成了撞擊室溫炔烴,乙烯和氫氣直接到金屬催化劑,其有害氣體的排放和能源消耗大幅降低,無酷暑。他們還了解到,他們可以減少約 20%和40%,分別使用的乙烯和氫量,而且還能達到同樣的速度和碳納米管增長的質量。普拉塔說,雖然實驗室的實驗結果是在幾年內有望達到數十億美元的市場,很難一概而論,這些變化可能轉化為“顯著”為製造商節約成本。

工業反應

雖然它的製造商還為時過早採用的紙張,大衛 Lashmore,副總裁和康科德,新罕布什爾州的基礎 Nanocomp技術公司首席技術官提出的方法,說的東西,他的公司願意來嘗試為它的方法看起來方法其生產過程對環境的影響降至最低。 “這是我們的高息,我們的工藝經濟上可以有廣泛的影響,”他說。

Last Update: 23. October 2011 01:45

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