СИНТЕЗ УГЛЕРОДНЫХ НАНОВОЛОКОН И АЛМАЗОПОДОБНЫХ УГЛЕРОДОВ МЕТОДОМ КИСЛОРОДНО-АЦЕТИЛЕНОВОЙ ГОРЕЛКИ
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2022.v83.i4.03Ключевые слова:
углеродные наноматериалы, углеродные нановолокна, алмазоподобный углерод, кислородно-ацетиленовая горелка, сканирующая электронная микроскопия, комбинационное рассеяние светаАннотация
В данной работе представлен синтез углеродных нановолокон и алмазоподобных углеродов методом кислородно-ацетиленовой горелки. В качестве источника углерода был использован ацетилен, а в качестве катализатора были использованы металлические пленки, напыленные на кремниевые подложки. Морфологические и структурные свойства полученных углеродных наноматериалов были изучены с помощью сканирующей электронной микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света. При проведении экспериментов было изучено влияние продолжительности синтеза и соотношения концентраций газов на формирование структуры осаждаемых образцов. Алмазоподобный углерод был синтезирован при низкой скорости потока газов и коротком времени синтеза, а при увеличении этих параметров были получены углеродные нановолокна. Синтезированные углеродные нановолокна обладают цилиндрической формой с диаметром порядка 50 – 215 нм, при этом их длина достигает нескольких микрометров. Размеры алмазоподобных углеродов варьируется порядка от 150 до 580 нм. Спектроскопия комбинационного рассеяния света определила, что углеродные нановолокна отличаются более хорошей степенью упорядоченности и графитизации. По результатам исследований, проведенных в данной работе, кислородно-ацетиленовая горелка может быть использована в качестве перспективной, низкозатратной альтернативой для крупномасштабного производства углеродных наноматериалов.
Библиографические ссылки
2. Yang Y. et al., Mater. Sci. Eng. R Reports 102, 1-72, (2016).
3. Tae-Hee H. et al., Nat. Photonics 6.2, 105-110, (2012).
4. Villarreal, Claudia C., et al., Current Opinion in Electrochemistry 3.1, 106-113, (2017).
5. Nasir, Salisu, et al., Materials 11.2, 295, (2018).
6. Islam, Md Saidul, Yuta Shudo, and Shinya Hayami, Bulletin of the Chemical Society of Japan 95.1, 1-25, (2022).
7. Suarez-Martinez, Irene, Nicole Grobert, and Christopher Ewels, Carbon. 50, 741-747, (2011).
8. D. Sebastia´n, I. Suelves, M.J. La´zaro, R. Moliner, Power Sources 192, 51-56, (2009).
9. D. Sebastia´n, A.G. Ruiz, I. Suelves, R. Moliner, M.J. La´zaro, Mater. Sci. 48, 1423-1435, (2013).
10. Lu, Yimin, et al., Journal of Materials Science 1-22, (2022)
11. Love, C. A., et al., Tribology International 63, 141-150, (2013).
12. Jariwala, Deep, et al., Chemical Society Reviews 42.7, 2824-2860, (2013).
13. Pumera, Martin, Energy & Environmental Science 4.3, 668-674, (2011).
14. Ku, Sook Hee, Minah Lee, and Chan Beum Park, Advanced healthcare materials 2.2, 244-260, (2013).
15. Teradal, Nagappa L., and Raz Jelinek, Advanced healthcare materials 6.17, 1700574, (2017).
16. Menéndez-Manjón, Ana, et al., Journal of Nanoparticle Research 13.9, 3911-3922, (2011).
17. Ndukwu, M. C., et al., Materials science for energy technologies 3, 690-699, (2020).
18. Yu, Jingxue, et al., Chemical science 6.12, 6705-6716, (2015).
19. Choi, Dong Sung, et al., Advanced materials 28.33, 7115-7122, (2016).
20. Liu, Rulin, et al., Journal of Nanoscience and Nanotechnology 14.2, 1647-1657, (2014).
21. Nozaki, Tomohiro, et al., Carbon 48.1, 232-238, (2010).
22. Ismail, Raid A., et al., Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 119, 113997, (2020).
23. Ganash, Entesar A., Ghaliah A. Al-Jabarti, and Reem M. Altuwirqi, Materials Research Express 7.1, 015002, (2019).
24. Zhang, Da, et al., Carbon 142, 278-284, (2019).
25. Corbella, Carles, et al., " Plasma Sources Science and Technology 28.4, 045016, (2019).
26. Yao, Dingding, and Chi-Hwa Wang. Applied Energy 265, 114819, (2020).
27. Zhang, Shun, et al., Nature Sustainability 3.9, 753-760, (2020).
28. Shi, Xiaomin, et al., Journal of Nanomaterials 2015, 20, (2015).
29. Ding, Yichun, et al., Progress in Polymer Science 61, 67-103, (2016).
30. Kuok, Fei-Hong, et al., Applied Surface Science 425, 67-103, (2017).
31. Fronczak, Maciej, et al., Chemical Engineering Journal 322, 385-396, (2017).
32. Zhang, Biao, et al., Progress in Materials Science 76, 319-380. (2016).
33. Oulanti, Hanae, et al., Carbon 95, 261-267, (2015).
34. Liu, Ting-Chi, and Yuan-Yao Li. Carbon 44.10, 2045-2050, (2006).
35. Zhumadilov, Bauyrzhan, et al., Materials Today: Proceedings. 31. 412-416, (2020).
36. Kim, Yoong A., et al., Springer handbook of nanomaterials. Springer, Berlin, Heidelberg, 233-262, (2013).
37. Lei, Shu-mei, et al., New Carbon Materials 22.1, 70-73, (2007).
38. Pang, Hua, et al., Applied surface science 256.21, 6403-6407, (2010).
39. Ray, Sekhar C., W. F. Pong, and P. J. T. S. F. Papakonstantinou, Thin Solid Films 610, 42-47, (2016).
