Новый способ создания нанотрубок: теперь в цвете
Углеродные нанотрубки стали неотъемлемой частью современных технологий. Послужили этому их механические и электронные свойства, а также нанометровые размеры. Применяется данный материал в очень многих областях: от элементов питания до дисплеев. Качество нанотрубок, по большей степени, зависит от показателя хиральности (когда нет симметрии между правой и левой сторонами). Чем меньше этот показатель, тем лучше будет нанотрубка. Вариантов создания нанотрубок существует уже несколько, и они все работают. Но это не значит, что какие-то энтузиасты не попытаются придумать свой новый способ, который будет лучше предшественников. Именно об этом и пойдет речь в исследовании, в котором мы будем с вами разбираться. Поехали.
Предыстория
Для начала, вкратце, вспомним что есть углеродная нанотрубка. Это можно просто понять по названию сего материала. Во-первых, это цилиндрическая структура (трубка) из графитовых плоскостей, размеры которой могут быть порядка нескольких нанометров. Различают два основных типа нанотрубок: одностенные и многостенные (изображение ниже).
В сегодняшнем исследовании речь пойдет об одностенных. Дабы новый метод создания нанотрубок было с чем сравнивать, исследователи приводят в пример несколько уже существующих способов, которые позволяют достичь низкого показателя распределения хиральности, что крайне важно для нанотрубок. Первый способ — пост-синтетическая обработка — чаще всего основан на таких техниках:
- ионообменная хроматография* (IEX) одностенных нанотрубок, закрученных как ДНК;
- центрифугирование в градиенте плотности* (DGU);
- эксклюзионная хроматография*;
- двухфазовое водное разделение*.
Ионообменная хроматография* — способ разделения ионов и полярных молекул на основании зарядов разделяемых молекул.
Центрифугирование в градиенте плотности* — разделение макромолекул на базе их распределения в разных по плотности частях градиента.
Эксклюзионная хроматография* — разделение молекул по размеру за счет их отличной друг от друга способности проникать в поры твердой фазы (или жидкости), связанной на инертном носителе.
Двухфазное водное разделение* — распределение частиц между фазами двухфазовой водной системы.
Все вышеперечисленные техники так или иначе связаны с растворением чего-то в чем-то. Исследователи считают, что в этом кроется большая проблема, так как в процессе растворения образец может быть загрязнен. А это негативно скажется на качестве нанотрубки, как следствие и на ее свойствах.
Второй способ это непосредственное выращивание одностенных нанотрубок. Который, по словам ученых, лишен вышеописанной проблемы загрязнения. Выращивание нанотрубок использует их отдельные сегменты, углеродистые молекулярные внедрения и катализаторы. Главным недостатком выращивания является сложность проведения сего процесса и малый результат.
Есть и еще один способ создать нанотрубки, который, на первый взгляд, лишен недостатков, — это химическое осаждение из газовой фазы с плавающим катализатором (FC-CVD). Производить таким способом нанотрубки можно быстро и в большом объеме, а их свойства не будут подвержены отрицательным изменениям. К тому же нанотрубки можно собирать на мембранном фильтре для формирования тонких пленок, готовых к применению. Звучит все весьма радужно, однако и тут кроется каверзный момент. Находясь в аэрозольной среде, катализаторы могут вызывать сложности в процессе селективного выращивания нанотрубок с низкой хиральностью. Решить эту проблему можно посредством внедрения небольшого количества NH3, способного сузить хиральное распределение. Однако атомы N могут при высоких температурах загрязнить нанотрубки, чем изменят ее электронные свойства.
Какой способ не рассматривай, всегда найдется какой-то неприятный недостаток, с которым приходится считаться. Однако исследователи предложили вариант, когда можно избежать вышеописанных проблем.
Создание образца и результаты
Ученые решили не придумывать новый способ создания нанотрубок, а усовершенствовать имеющийся, а именно химическое осаждение из газовой фазы с плавающим катализатором. Метод усовершенствования оказался весьма прост — добавление небольшого количества СО2.
А теперь по порядку. Одностенные нанотрубки были синтезированы из СО (источник углерода) при объемном расходе 350 см 3 /мин. В качестве катализатора выступал ферроцен ((η 5 -С5Н5)2Fe), переносимый потоком СО в 50 см 3 /мин.
Настройка процесса выращивания нанотрубок осуществлялась посредством введения в реактор различного объема СО2 с объемным расходом 0, 1, 1.5 и 2.0 см 3 /мин, что соответствует таким объемным долям: 0, 0.25, 0.37 и 0.50 об.%. Температура при этом составляла 850 или же 880 °C.
Схема работы реактора
Внедрение разного объема СО2 привело к тому, что пленки из нанотрубок получились разного цвета. Это отчетливо видно на изображении ниже. Данные пленки были получены при температуре 850 °C.
Проведя просвечивающую электронную микроскопию и энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию, ученые обнаружили, что разница в цвете никоем образом не влияет на общие показатели наночастиц и размер. Также было выявлено, что образцы обладают высоким показателем чистоты.
Просвечивающая электронная микроскопия (a, b, c) и темнопольная микроскопия (d, e, f) трех образцов с разной объемной долей СО2.
Средний диаметр нанотрубок также зависит напрямую от концентрации СО2. Так для 0, 0.25, 0.37 и 0.50 об.% средний диаметр составил соответственно 1.1, 1.3, 1.8 и 1.9 нм.
Ввиду того, что цвет пленки и диаметр нанотрубок отображают концентрацию СО2, логично предположить, что данная примесь тем или иным образом меняет и сами свойства нанотрубок.
У зеленого образца (0.25 об.%) наблюдаются довольно выраженные резкие изменения показателя поглощения при длине волны примерно 610 нм, а у коричневого образца (0.37 об.%) — при 760 нм.
Спектр поглощения образцов с разной объемной долей СО2.
А вот другие образы (0 и 0.5 об.%), у которых подобных скачков не наблюдалось, не имеют яркого цвета, а остаются серыми.
Чтобы глубже рассмотреть зависимость распределения хиральности (n, m) от концентрации СО2 был проведен электронный дифракционный анализ образца.
Электронный дифракционный анализ
Изображение выше (а) является типичным снимком одностенной нанотрубки, а изображение b — картина дифракции электронов (EDP) этой нанотрубки. Проведя анализ межстрочного интервала был установлен индекс хиральности — (16,13).
Электронный дифракционный анализ образца 0 и 0.25 об.%.
Проведение такого же анализа рабочих образцов (изображения выше) показал значительно лучшие результаты: (8,7) и (11, 9).
При увеличении концентрации СО2 диаметр нанотрубок также увеличивается. При объемной доле СО2 в 0.25 об.% диаметр составляет 1.0 — 1.5 нм. Этот показатель напрямую связан и с показателем поглощения образца.
Получается, что при оптимальном диаметре нанотрубки и достаточно хорошем показателе распределения хиральности, образец имеет зеленый цвет. В противном же случае мы наблюдаем серый цвет. Это замечание стоит соотнести с концентрацией СО2, то есть ее оптимальный об.% равен 0.25.
Еще одним из показателей структуры нанотрубки является угол хиральности (угол между направлением сворачивания и направлением, в котором соседние шестиугольники имеют общую сторону).
Чтобы получить трубку, то есть скрутить графитовую плоскость, нужно разрезать последнюю по пунктирным линиям и свернуть по вектору R.
Все рассматриваемые образцы (0, 0.25 и 0.50) показали вполне удовлетворительный угол хиральности — 20°-30°.
Электронный дифракционный анализ также был проведен и для проверки электронных свойств связки нанотрубок. Как оказалось, все трубки в связке имели разный угол хиральности: 3.1°, 18.9°, 26.1°.
Электронный дифракционный анализ связки нанотрубок.
Также был обнаружен занимательный факт: с увеличением концентрации СО2 с 0 до 0.50 увеличивался процент металлических нанотрубок (имеется ввиду электропроводимость) с 29.8 до 46.3%. Однако, когда концентрация достигала 1.23 об.%, качество нанотрубок сильно уменьшалось.
Не меньшую роль в процессе создания нанотрубок играет температура. При более высоких температурах можно снизить скорость разложения СО (основы нанотрубок в данном исследовании). Это даст возможность лучше контролировать процесс синтеза с достижением более низкого показателя хирального распределения.
Вариации хиральности (а) и диаметра (b) нанотрубок при 0.25 об.% СО2 и температуре 880 °C.
Сравнивая эти показатели с подобными, но при температуре 850 °C, видно, что была получена хиральность значительно ниже, сконцентрированная вокруг (11,9). А диаметр большинства трубок (более 98%) варьируется в диапазоне 1.2-1.5 нм, что является великолепным результатом для данного исследования.
Отчет ученых об их исследовании доступен тут. А дополнительные материалы (графики, снимки, таблицы и т.д.) — тут.
Эпилог
Ученые честно заявляют, что многое еще предстоит проверить. Ибо некоторые показатели, такие как электропроводимость и диаметр, в образцах без СО2 и с СО2 не настолько внушительно отличаются, чтобы быть на 100% уверенными в безоговорочной победе. Однако важность применения СО2 в процессе создания одностенных углеродных нанотрубок однозначно неоспорима. Данная методика требует дальнейшего изучения и доработки.
Помимо прочего, ученым удалось успешно создать нанотрубки, пленки из которых отличаются по цвету ввиду различий в свойствах. Разная концентрация СО2 изменяет диаметр нанотрубок и показатели хиральности, что в результате может дать несколько цветовых вариантов пленок: зеленый, коричневый и серый. Цветовое разнообразие таких материалов открывает новые пути их применения, но и в существующих также произойдут изменения.
Данное исследование это яркий пример неординарного и новаторского подхода к решению «старого» вопроса и демонстрация всем известной истины «все гениальное — просто».
Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас оформив заказ или порекомендовав знакомым, 30% скидка для пользователей Хабра на уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps от $20 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).
3 месяца бесплатно при оплате новых Dell R630 на срок от полугода — 2 х Intel Deca-Core Xeon E5-2630 v4 / 128GB DDR4 / 4х1TB HDD или 2х240GB SSD / 1Gbps 10 TB — от $99,33 месяц, только до конца августа, заказать можно тут.
Источник
Способ получения одностенных углеродных нанотрубок
Владельцы патента RU 2465198:
Изобретение может быть использовано при получении наполнителей для конструкционных и функциональных материалов. В реакционную зону реактора подают реакционную смесь, включающую прекурсоры углерода и катализатора, в токе газа-носителя. В качестве прекурсора углерода используют углеродсодержащие соединения, выбранные из группы: метан, этан, пропан, бензол, толуол, ксилолы, метанол, этанол, пропанол, изопропанол, этилен, пропилен, ацетилен или их смеси. В качестве прекурсора катализатора используют соединения переходных металлов, выбранные из группы: дициклопентадиенильные соединения переходных металлов общей формулы (h-C5H5)2M, карбонилы переходных металлов, либо их смеси. Синтез одностенных углеродных нанотрубок осуществляют в присутствии активаторов роста, в качестве которых используют пары воды и/или тиофен, или его гомологи при температуре 1050-1200°С. Температуру реакционной смеси на входе в реакционную зону поддерживают выше температуры испарения прекурсора катализатора, но ниже температуры его разложения. Повышается выход и качество одностенных углеродных нанотрубок. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области нанотехнологии, в частности к каталитическому способу получения углеродного волокнистого материала, состоящего из одностенных углеродных нанотрубок, который может быть использован в качестве компонента (наполнителя) при создании конструкционных и функциональных композиционных материалов, в том числе полимерных и керамических.
Основными способами получения углеродных нановолокон являются электродуговой, лазерный, электролизный и каталитический. В промышленности целесообразно использовать каталитический CVD (chemical vapor deposition — метод осаждения из газовой фазы) метод, который позволяет применять сравнительно простое оборудование, организовать непрерывный режим синтеза, получать углеродные нановолокна с высоким выходом [Ando Y., Zhao X., Sugai Т. Kumar M: Growing carbon nanotubes. Materials Today 22-29 (2004)]. Сущность процесса заключается в том, что углеродсодержащий газ (прекурсор углерода) подвергается разложению на металлическом катализаторе при температурах от 500 до 1500°С. Процесс проводят одним из двух методов: выращиванием волокна на подложке либо выращиванием волокна в потоке газа.
Известен способ получения массива выровненных многослойных нанотрубок длиной порядка 6 мм методом выращивания наноструктур в потоке газа в вертикальном реакторе проточного типа. В качестве прекурсора углерода использовался ксилол, в качестве прекурсора катализатора — ферроцен, который подавали в реакционную зону с температурой 850°С вместе с ксилолом при помощи газа-носителя: смеси аргона с водородом [X-F. Zhang et al.: Rapid growth of well-aligned carbon nanotubes arrays. Chemical Physics Letters, 362 (2002), 285-290]. К недостаткам этого метода относятся малая длина углеродных структур и отсутствие ориентации.
Известен способ получения сантиметровых разветвленных жгутов углеродных нановолокон методом CCVD толуола при температуре 1000-1200°С и расходе газа 1000-2500 мл/мин с использованием в качестве прекурсора катализатора — ферроцена [X-Y. Guo: Macroscopic multibranched carbon trees generated from chemical vapor deposition of toluene. Carbon, 43 (2005), 1084-1114]. Недостатком этого метода является разветвленная, сильно дефектная структура получаемых углеродных наноструктур.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению (прототипом), является синтез жгутов однослойных углеродных нанотрубок (ОУНТ) каталитическим разложением н-гексана, содержащего в качестве активирующей добавки 0,4 мас.% тиофена, в вертикальном реакторе проточного типа, с вводом катализатора (ферроцена) в виде взвеси в жидком углеводороде [международная публикация WO/2003/072859].
Недостатками прототипа являются получение жгутов ОУНТ длиной до 20 см в виде комка перепутанных нитей с высоким содержанием примесей и других углеродных структур, что затрудняет их использование для создания композиционных материалов.
Изобретение направлено на получение волокнистого материала, состоящего из одностенных углеродных нанотрубок с высоким удельным выходом продукта при низком содержании технологических примесей и дефектов структуры. Данный технический результат достигается использованием при синтезе одностенных углеродных нанотрубок и наночастиц реакционной смеси, состоящей из прекурсора углерода, прекурсора катализатора и активатора роста одностенных углеродных нанотрубок, подаваемой в реакционную зону при температуре выше температуры испарения прекурсора катализатора, но ниже температуры разложения прекурсора катализатора, и значительно ниже температуры синтеза одностенных углеродных нанотрубок.
В качестве прекурсора катализатора синтеза одностенных углеродных нанотрубок и наночастиц используют дициклопентадиенильные соединения переходных металлов общей формулы (h-C5H5)2M, карбонилы переходных металлов, либо их смеси.
В качестве активатора роста одностенных углеродных нанотрубок и наночастиц используют серо- и кислородсодержащие соединения либо их смеси.
Синтез одностенных углеродных нанотрубок ведут при температуре пиролиза прекурсора углерода в пределах 1050-1200°С в процессе разложения прекурсора углерода, подаваемого в токе газа носителя. В качестве прекурсора углерода используют алифалтические, ароматические углеводороды, алифатические спирты, непредельные углеводороды и\или их смеси. В качестве газа-носителя используется водород, а также водород в смеси с инертными газами, такими как аргон, гелий, азот.
Способ синтеза углеродного волокнистого материала, состоящего из одностенных углеродных нанотрубок и наночастиц, методом CVD заключается в подаче реакционной смеси, состоящей из прекурсора катализатора, прекурсора углерода и активатора роста одностенных углеродных нанотрубок и наночастиц в верхнюю часть реакционной зоны в токе газа-носителя. Ввод реакционной смеси устроен таким образом, чтобы обеспечить подачу реакционной смеси в центральную часть реактора, нагретого до температуры синтеза ОУНТ, с температурой выше температуры испарения прекурсора катализатора, но ниже температуры разложения прекурсора катализатора, и значительно ниже температуры синтеза одностенных углеродных нанотрубок (1050-1200°С). Ввод реакционной смеси и газов-носителей располагается в верхней части реактора, нагретого до температуры проведения синтеза (1050-1200°С), Температура смешения реакционной смеси с потоком газа-носителя и подачи в зону реакции определяется прекурсором катализатора: ферроцен — 173-470°С, никелоцен — 170-180°С, пентакарбонил железа — 105-130°С, тетракарбонил никеля — 20-42°С.
Данный подход обеспечивает мгновенный нагрев реакционной смеси до температуры синтеза, что предотвращает преждевременное разложение прекурсора катализатора, образование каталитически активных частиц и их агломерацию. Это способствует достижению заявленного технического результата, а именно обеспечивает оптимальные условия синтеза одностенных углеродных нанотрубок высокого качества и высокий выход ОУНТ. По мере перемещения реакционной смеси сверху вниз реактора происходит разложение прекурсора катализатора, образование каталитически активных частиц и рост на этих частицах одностенных углеродных нанотрубок и наночастиц. В процессе синтеза образуется углеродный волокнистый материал, состоящий из одностенных углеродных нанотрубок и наночастиц, который собирается в коллекторе в нижней части реактора. По окончании синтеза, охлаждение реактора ведут в токе инертного газа.
Синтез волокнистого материала, включающего одностенные углеродные нанотрубки, проводят в вертикальном реакторе. Реактор предварительно продувают инертным газом (аргоном, расход 100 мл/мин) в течение 15 минут. Затем температуру в реакционной зоне в токе инертного газа (аргона, расход 100 мл/мин) увеличивают до температуры проведения синтеза 1050-1200°С, скорость нагрева составляет 5-60°С/мин. При достижении температуры синтеза отключают подачу аргона, включают подачу водорода (газа-носителя) заданного расхода (50-800 мл/мин), включают подачу реакционной смеси и проводят синтез в течение 0,1-10 часов. Реакционную смесь, состоящую из прекурсора углерода, катализатора и активатора роста углеродных нанотрубок, подают в реактор со скоростью 0,015-15 мл/мин. В потоке газа-носителя реакционная смесь перемещается сверху вниз, проходит через реакционную зону, где происходит разложение катализатора и рост углеродных нанотрубок.
При использовании в качестве прекурсора углерода газообразных углеводородов, таких как метан, этан, пропан, ацетилен, этилен, подача данных прекурсоров осуществляют из газового баллона через редуктор, кран, систему осушки, регулятор расхода газа по линии подачи газов в узел смешения, где прекурсор углерода смешивается с водородом, а затем через линию питания реактора поступает в реактор.
Ниже представлены примеры получения волокнистого материала, состоящего из одностенных углеродных нанотрубок, предлагаемым способом.
Предварительно готовят реакционную смесь, состоящую из этанола, ферроцена и тиофена в отношении 100:1,5:0,15 мас.ч. Для этого в колбу, содержащую 10 г этилового спирта, добавляют 0,15 г ферроцена и 0,015 г тиофена. Полученную смесь перемешивают до полного растворения компонентов реакционной смеси и образования гомогенного раствора. Затем в токе аргона (100 мл/мин) поднимают температуру до температуры синтеза 1050°С. При достижении в реакционной зоне температуры синтеза отключают подачу инертного газа (аргона), включают подачу газа-носителя водорода (450 мл/мин) и в реакционную зону подают реакционную смесь, причем температура реакционной смеси на входе в реакционную зону составляет 350°С, скорость подачи реакционной смеси 0,08 мл/мин. Волокнистый углеродный материал, состоящий из одностенных углеродных нанотрубок, собирают в нижней части ректора. Синтез ведут в течение 30 мин, затем отключают подачу реакционной смеси, газа-носителя, и охлаждают реактор в токе инертного газа аргона (100 мл/мин).
В результате проведенного синтеза в соответствии с указанными примерами получают одностенные углеродные нанотрубки чистотой 98,4% и соотношением ID/IG=0,010. Выход ОУНТ составил 0,67 г/гFe.
Предварительно готовят реакционную смесь, состоящую из этанола, ферроцена и тиофена в отношении 100:5,0:0,05 мас.ч. Для этого в колбу, содержащую 10 г этилового спирта, добавляют 0,5 г ферроцена и 0,005 г тиофена. Полученную смесь перемешивают до полного растворения компонентов реакционной смеси и образования гомогенного раствора. Температура синтеза составляет 1050°С, температура реакционной смеси на входе в реакционную зону составляет 350°С, скорость подачи реакционной смеси 0,08 мл/мин. Синтез ведут в течение 60 мин.
В результате проведенного синтеза в соответствии с указанными примерами получают одностенные углеродные нанотрубки чистотой 98,0% и соотношением ID/IG=0,015. Выход ОУНТ составил 0,8 г/г Fe.
Примеры 3-11 аналогичны примеру 1, но с другими параметрами в пределах заявленных интервалов и представлены в таблице.
Как видно из таблицы, применение данной технологии позволяет существенно повысить выход и качество получаемого продукта.
| Параметр | Пример | |||||||||
| 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
| Условия проведения синтеза | ||||||||||
| Состав реакционной смеси, м.ч. | ||||||||||
| Этанол | — | 100,0 | — | — | — | — | 50,0 | — | 100,0 | — |
| Гексан | 100,0 | — | — | — | — | — | — | — | — | 100,0 |
| Пропанол | — | — | 100,0 | 100,0 | — | — | 50,0 | — | — | — |
| Толуол | — | — | — | — | 100,0 | — | — | — | — | — |
| Бензол | — | — | — | — | — | 100,0 | — | 100,0 | — | — |
| Ферроцен | — | — | — | 1,25 | 3,5 | — | — | — | — | — |
| Никелоцен | — | — | — | — | 0,15 | 2,5 | 5,0 | — | — | |
| Пентакарбонил железа | 2,5 | 2,5 | 5,0 | — | — | — | — | — | — | — |
| Тетракарбонил никеля | — | — | — | — | — | — | — | — | 0,15 | 0,15 |
| Тиофен | 1,5 | — | — | 0,04 | 0,175 | — | 4,0 | 4,0 | 2,5 | 0,04 |
| 2-метилтиофен | — | — | 1,05 | — | — | 0,05 | — | — | — | |
| 3-метилтиофен | — | 0,07 | — | — | — | — | — | — | — | |
| Вода | — | 2,0 | 1,5 | — | — | 2,5 | 5,0 | 5,0 | 2,5 | 5,0 |
| Температура подачи реакционной смеси, °С | 125 | 125 | 125 | 370 | 370 | 175 | 175 | 175 | 35 | 35 |
| Температура синтеза, °С | 1150 | 1200 | 1150 | 1200 | 1100 | 1150 | 1200 | 1200 | 1050 | 1050 |
| Расход реакционной смеси, мл/мин | 0,16 | 2,5 | 5,0 | 0,16 | 5,0 | 5,0 | 15,0 | 15,0 | 5,0 | 15,0 |
| Расход дополнительного прекурсора углерода, мл/мин | ||||||||||
| Метан | — | — | — | — | — | — | — | — | 100,0 | — |
| Ацетилен | — | — | — | 100,0 | — | — | — | — | ||
| Расход потока газа-носителя, мл/мин: | ||||||||||
| Водород | 450 | 450 | 450 | 80 | 200 | 100 | 400 | 400 | 80,0 | 200,0 |
| Аргон | — | — | — | 80 | 200 | 100 | — | — | 80,0 | 200,0 |
| Продолжительность синтеза, мин | 60 | 180 | 180 | 180 | 60 | 180 | 360 | 36 | 180 | 180 |
| Характеристики получаемого волокнистого материала, состоящего из одностенных углеродных нанотрубок | ||||||||||
| Выход ОУНТ, г/гFe | 0,68 | 0,88 | 0,89 | 0,70 | 0,60 | 1,0 | 1,0 | 0,95 | 0,95 | 0,90 |
| Чистота ОУНТ, % | 95,5 | 90,4 | 97,3 | 90,5 | 94,9 | 90,0 | 93,2 | 94,4 | 95,8 | 90,0 |
| Соотношением ID/IG | 0,018 | 0,075 | 0,011 | 0,010 | 0,050 | 0,082 | 0,055 | 0,077 | 0,010 | 0,090 |
1. Способ получения одностенных углеродных нанотрубок, включающий подачу реакционной смеси, состоящей из прекурсора катализатора и прекурсора углерода, в реакционную зону реактора в токе газа-носителя и синтез углеродных нанотрубок в присутствии активаторов роста, отличающийся тем, что температуру реакционной смеси на входе в реакционную зону поддерживают выше температуры испарения прекурсора катализатора, но ниже температуры разложения прекурсора катализатора, причем температура синтеза поддерживается в пределах 1050-1200°С, а в качестве активатора роста используют пары воды, и/или тиофен, или его гомологи.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве прекурсора углерода используют углеродсодержащие соединения, выбранные из группы: метан, этан, пропан, бензол, толуол, ксилолы, метанол, этанол, пропанол, изопропанол, этилен, пропилен, ацетилен или их смеси.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве прекурсора катализатора синтеза одностенных углеродных нанотрубок используют соединения переходных металлов, выбранные из группы: дициклопентадиенильные соединения переходных металлов общей формулы (h-C5H5)2M, карбонилы переходных металлов либо их смеси.
Источник
