Термокаталитический синтез углеродных нанотрубок в реакторе с псевдокипящим слоем
Ключевые слова:
углеродные нанотрубки, псевдокипящий слой, катализатор, ацетиленАннотация
Приведены результаты, разработана и создана установка для синтеза углеродных нанотрубок в реакторе с псевдокипящим слоем катализатора. Определены оптимальные условия синтеза углеродных нанотрубок из ацетилена. Синтезированы новые типы Ni/NiO катализаторов методом жидкофазного горения на поверхности Al2O3 сфер. Установлено, что оптимальными условиями синтеза углеродных нанотрубок являются расход азота – 948 см3/мин, расход ацетилена – 95 см3/мин, температура синтеза 780 °С, время синтеза 10-15 мин. Наилучшими показателями каталитической активности обладают Al2O3 сферы, пропитанные раствором Fe(C5H5)2. Получены углеродные нанотрубки с диаметрами от 88 до 122 нм.
Библиографические ссылки
(1). Merchan-Merchan, W., Saveliev, A. V., Kennedy, L., Jimenez, W. C. Combustion synthesis of carbon nanotubes and related nanostructures // Progress in Energy and Combustion Science. – 2010. – Т. 36. – №. 6. – С. 696-727. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2010.02.005
(2). Mansurov Z.A., Shabanova T.A., Mofa N.N. Synthesis and technologies nanostructured materials: Textbook. – Almaty: Kazak University, 2012. – 318 P.
(3). Huynh C.P., Hawkins S.C. Understanding the synthesis of directly spinnable carbon nanotube forests // Carbon. – 2010. – Vol. 48, № 4. – P. 1105-115. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2009.11.032
(4). Abdel-Fattah T., Siochi E.J., Crooks R.E. Pyrolytic synthesis of carbon nanotubes from sucrose on a mesoporous silicate // Fullerenes, Nanotubes, and Carbon Nanostructures. – 2006. – Vol. 14, № 4. – P. 585-594. https://doi.org/10.1080/15363830600811995
(5). Chen Zh., Kim D.Y., Hasegawa K., Osawa T., Noda S. Over 99.6 wt %-pure, sub-millimeterlong carbon nanotubes realized by fl uidized-bed with careful control of the catalyst and carbon feeds // CARBON. – 2014. – Vol. 80. – P. 339-350 //https://doi.org/10.1016/j.carbon.2014.08.072
(6). K. Hasegawa and S. Noda. Lithium ion batteries made of electrodes with 99 wt. % active materials and 1 wt. % carbon nanotubes without binder or metal foils // J. Power Sources 321, 155-162 (2016). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.04.130
(7). G.T. Smagulova, S. Kim, N.G. Prikhod’ko, B.T. Lesbayev, A.V. Mironenko, A.A. Zakhidov, Z.A. Mansurov Smart Electroconductive Textile by Catalytic Deposition of Carbon Nanotubes onto Glass Cloth // International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis, 2016, Vol. 25, No. 3, pp. 173–176. https://doi.org/10.3103/S1061386216030122
(8). G.T. Smagulova, N.G. Prikhod’ko, N.R. Guseinov, R. Nemkayeva, B.T. Lesbayev, A.A. Zakhidov, Z.A. Mansurov. Zeolitebased catalysts for synthesis of carbon nanotubes // Combustion and plasmochemistry. – 2016. – Vol. 14, № 2. – P. 83-88.
(9). Мансуров З.А., Смагулова Г.Т., Захидов А.А., Лесбаев Б.Т., Приходько Н.Г., Мансуров Н.Б. Способ изготовления электропроводной ткани / Патент № 1851 /РК/. Опубл. в Б.И., 2016, № 16.
(10). Cross A., Roslyakov S., Manukyan K.V., Rouvimov S., Rogachev A.S., Kovalev D., Wolf E.E., Mukasyan A.S. In Situ Preparation of Highly Stable Ni-Based Supported Catalysts by Solution Combustion Synthesis // J. Phys. Chem. C. – 2014. – 118. – p. 26191−26198. https://doi.org/10.1021/jp508546n
(11). Zolotukhin I.V. Carbon nanotubes // Soros Educational Journal. – 1999. – № 3. – P.111-113.
(12). Haruyama J., Takesue I., Kobayashi N. et al. Superconductivity in Entirely End-Bonded Multiwalled Carbon Nanotubes // Physical Review Letters. – 2006. – Vol. 5. – P. 96-99. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.057001
(13). Yasuda E., Inagaki M., Kaneko K., Oya A. and Tan Y. Carbon alloys: Novel concept to develop carbon science and technology. 1st edition. – Elsevier, 2003. – 569 p.
(14). Fursikov P.V., Tarasov B.P. Catalytic synthesis and properties of carbon nanofi bers and nanotubes // Int. Scientifi c J. for Alternative Energy and Ecology. – 2004. – № 10 (18). – P. 24-40.
(15). Kanoun O., Müller Ch., Benchirouf A., Sanli A., Dinh T.N., Al-Hamry A., Bu L., Gerlach C. and Bouhamed A. Flexible Carbon Nanotube Films for High Performance Strain Sensors (Review) // Sensors. – 2014. – Vol. 14. – P. 10042-10071. https://doi.org/10.3390/s140610042
(16). Baughman R.H., Zakhidov A.A., de Heer W.A. Carbon Nanotubes – the Route Toward Applications // Science. – 2002. – Vol. 297. – P. 787-792. https://doi.org/10.1126/science.1060928
(17). Naidu P.K., Pulagara N.V., Dondapati R.S. Carbon Nanotubes in Engineering Applications // Progress in Nanotechnology and Nanomaterials. – 2014. – Vol.3, Is.. 4. – P. 79-82. https://doi.org/10.5963/PNN0304003
(18). Eletskii A.V. Carbon nanotubes and their emission properties (Review) // The successes of the physical sciences. – 2002. – Vol. 172, № 4. – P. 401-438. https://doi.org/10.3367/UFNr.0172.200204b.0401
(19). Г.Т. Смагулова, Н.Б. Есболов, Н.В. Терюкалова, З.Н. Курбанова, З.А. Мансуров. Синтез углеродных нанотрубок методом химического парофазного осаждения в реакторе к псевдо- кипящим слоем катализатора // IX Международный Симпозиум «Горение и плазмохимия», Алматы, 13-15 сентября 2017. – С. 165-166.
(20). Smagulova G.T., Hori K., Kuzuhara S., Prikhodko N., Lesbayev B., Noda S., Mansurov Z. Carbon Nanotubes/Nickel Hydroxidecomposite Electrodes For Electrochemical Capacitors // World (Intern) Conf. Carbon 2017. – on Melbourne, Australia, 23-28 July 2017 – р. 32.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
